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新材料開闢新領域

自從麥克迪爾米德和他的合作者宣佈發現了導電塑膠這一人造導電材料後,吸引了世界許多國家的化學界和工業界的研究人員,去進行開發應用導電聚合物的研究。當然,一開始不見得就一帆風順。

率先在這一方面進行導電聚合物商業化生產合作研究的人是美國新澤西州莫里斯敦的愛理德-西格諾公司的研究員雷·鮑曼。但他一開始就受到挫折,他的研究小組製成的幾種摻入鹼金屬的多炔材料既不好溶解,也不能熔化和加工成薄膜或固體狀態,在空氣中也容易起反應.而且這種摻入鹼金屬的多快導電聚合物一旦暴露在空氣中,就噼裡啪啦地進發火花。

後來,愛理德-西格諾公司的另一位化學家羅納德·埃爾森領導一個研究小組,則研究出了幾種能製造穩定的可以實際使用的導電聚合物的技術,並用它製成了電池。上一篇故事開頭提到的麥克迪爾米德擺弄的那種從日本寄來的電池,就是羅納德·埃爾森研究的導電聚合物做出來的。這種電池的一個電極是鋰,另一個電極就是導電聚合物聚苯胺。

現在,愛理德-西格諾公司又研究了一種可充電的導電聚合物電池,它比通常的鎳鎘電池能量密度高50%而且對環境無害。因為在生產鎳鎘電池的過程中,有毒的鎘廢料常流人地下,造成水汙染,而要處理這些有毒廢水很費事。現在開發出的導電聚合物電池可不再使用有毒重金屬,無疑它將會大受廠家的歡迎。

在前聯邦德國的一家合資公司正在生產一種很薄的電池,只有明信片大,很適於作為手提式工具的電源,也是用導電塑膠製造的。

導電聚合物在20世紀80年代初還是實驗室的陳列品,現在,它除做電池外,在電容器、飛機、機器人、導電纖維紡織品、抗靜電裝置等許多方面都大有用武之地。

例如,有的導電聚合物浸在普通有機酸或無機酸中可摻雜成導電態,而經過一些鹼處理後又能成為絕緣態,利用這些特點可以把這些導電聚合物製成電容器。有一種叫聚苯胺的聚合物膜,經過絕緣處理後,再對膜進行摻雜,就能使其成為兩面導電中間絕緣的電容器。

導電聚合物聚苯胺膜經過摻雜/脫摻雜處理還可使導電性發生變化,同時改變著膜的結構形態,即其中孔隙的大小,透過改變摻雜劑的種類和濃度可以精確控制膜中孔隙的尺寸,這樣就可以實現對不同氣體的分離,它能像篩子一樣,透過孔的大小控制氣體分子是透過篩子還是留在篩子內,因為不同氣體的分子,大小是不一樣的。

總之,隨著電子工業的進步,導電聚合物的市場會越來越廣闊,甚至可以說:不勝列舉。

由導電塑膠的被發現和得到廣泛應用、前景無限的事例中,我們想到,項實驗未能得到預期的結果,它也許意味著失敗,但也許意味著另一種意外的成功。這種機遇能否被把握住,就要看實驗者的水平和功力了。

分類: 財經
時間: 2022-01-10

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