Van kunststoffen wordt vaak aangenomen dat ze een zeer slechte elektrische geleidbaarheid hebben, Daarom worden ze gebruikt om isolatiemantels voor kabels te maken. Echter, Wetenschappers hebben ontdekt dat plastic geleiders kunnen worden gemaakt door plastic te mengen met een hoge concentratie filamentair carbon black en een cokesverbinding. Kunststof geleiders zijn de belangrijkste klasse geleidende polymere materialen.
Kunststof geleiders combineren de elektrische geleidbaarheid van metalen met de uiteenlopende eigenschappen van kunststoffen. Om elektrische geleidbaarheid aan een polymeer te verlenen, er moet een π-geconjugeerd systeem worden geïntroduceerd om een polymeer te vormen met overlappende π-elektronensystemen. In aanvulling, de regelmatige structuur van het polymeer is onmisbaar en hiervoor kan het doteermiddel worden gebruikt. Dus, De eerste voorwaarde voor een kunststofmateriaal om elektrisch geleidend te zijn, is dat het een π-geconjugeerd elektronensysteem heeft. De tweede voorwaarde is dat het chemisch of elektrochemisch gedoteerd is. Dat is, polymeerketens winnen of verliezen elektronen via een redoxproces.
Kunststof geleiders zijn meestal verdeeld in twee hoofdgroepen:
Structurele kunststof geleiders
Structurele kunststof geleiders zijn kunststoffen die op zichzelf inherent geleidend zijn. De geleidende dragers (elektronen of ionen) worden geleverd door de polymeerstructuur. Na het mengen, de geleidbaarheid van deze kunststoffen kan aanzienlijk toenemen. Sommigen kunnen zelfs de geleidbaarheid van metalen bereiken (metalen geleiders). Er zijn twee hoofdtypen doteermiddelen: chemische doteerstof en fysische doteerstof. Dopants hebben een elektronenacceptor, elektronendonor en elektrochemische doteermiddelen. Gedoteerd polyacetyleen is een typisch voorbeeld. Na toevoeging van jodium of arseenpentafluoride en andere elektronenacceptoren, de geleidbaarheid kan oplopen tot 104Ω-1-cm-1. Structurele geleidende kunststoffen kunnen worden gebruikt om krachtige plastic batterijen te maken, condensatoren met hoge energiedichtheid, microgolfabsorberende materialen, enz.
Samengestelde kunststof geleiders
In composiet kunststof geleiders, het plastic zelf is niet elektrisch geleidend. Het fungeert alleen als bindmiddel. Geleidbaarheid wordt verkregen door geleidende stoffen zoals roet en metaalpoeders te mengen. Deze geleidende stoffen (geleidende stoffen) staan bekend als geleidende ladingen. Zilverpoeder en carbonzwart worden het meest gebruikt. Ze spelen een rol bij het leveren van dragers in composiet kunststofgeleiders. Samengestelde kunststof geleiders zijn eenvoudig te vervaardigen en hebben een hoge mate van bruikbaarheid. Deze materialen worden vaak gebruikt in schakelaars, drukgevoelige componenten, connectoren, elektromagnetische afscherming, weerstanden en zonnecellen.
Het gebruik van kunststofgeleiders in toepassingen zoals antistatische additieven, anti-elektromagnetische computerschermen en slimme ramen hebben zich snel ontwikkeld. En er is ook een breed scala aan veelbelovende toepassingen in lichtgevende diodes, zonnecellen, mobiele telefoons, miniatuur tv-schermen en zelfs biowetenschappelijk onderzoek. In aanvulling, de combinatie van plastic geleiders en nanotechnologie zal ook de snelle ontwikkeling van moleculaire elektronica helpen bevorderen. In de toekomst, mensen zullen niet alleen de snelheid van computers enorm kunnen verhogen, maar ook om hun omvang te verkleinen. Als resultaat, Er is voorspeld dat de laptop van de toekomst in een horloge zou kunnen passen.
