POLIMERY PRZEWODZĄCE
Polimery przewodzące (skoniugowane) są grupą związków wielkocząsteczkowych, zawierających układy wiązań sprzężonych w łańcuchu głównym. Przewodzenie prądu elektrycznego związane jest z występowaniem tychże układów i zachodzi na długości łańcucha głównego.
Polimerami przewodzącymi nazywa się także związki, których makrocząsteczki zawierają grupy zdolne do dysocjacji jonowej lub grupy zdolne do odwracalnych reakcji redoks.
Źródła w języku angielskim stosują nazwę 'conducting polymers' lub 'conjugated polymers' dla polimerów przewodzących, zawierających wiązania sprzężone, natomiast dla pozostałych polimerów obowiązuje nazwa "conductive polymers".
Historia polimerów przewodzących
Historia polimerów przewodzących rozpoczęła się w 1958 r. gdy Natta, poszukując nowych katalizatorów polimeryzacji otrzymał czarny, nierozpuszczalny proszek, który ulegał stopniowej degradacji pod wpływem powietrza - uzyskanym polimerem był poliacetylen. Natta odnotował fakt otrzymania takiego związku, jednakże nie rozpoczął dalszych badań.
W 1968 r. Ikeda, współpracujący z Shirakawą prowadził syntezę poliacetylenu, jednakże w wyniku zastosowania tysiąckrotnego nadmiaru katalizatora, otrzymał poliacetylen w postaci srebrzystego filmu - właściwości zaobserwowane przez Nattę pozostały niezmienne, jednakże wykryto iż film ten wykazuje wysokie, jak na związek organiczny, przewodnictwo elektryczne.
W 1980 r. Wagner opracował syntezę poliacetylenu z użyciem katalizatorów Luttingera - mieszaniny azotanu kobaltu i borowodorku sodu. Rok ten przyniósł także dalsze postępy w syntezie poliacetylenu - Edwards i Feast otrzymali poliacetylen w wyniku termicznego rozkładu prekursora - jako pierwsi uzyskali poliacetylen nie zanieczyszczony katalizatorem.
W ciągu następnych dwudziestu lat nastąpił dynamiczny rozwój badań nad polimerami przewodzącymi, którego ukoronowaniem było przyznanie w 2000 r. Nagrody Nobla z dziedziny chemii za odkrycie i badania polimerów przewodzących - uhonorowani zostali Shirakawa, Heeger oraz MacDiarmid.
Przykłady polimerów przewodzących

Rys. 1 Przykłady polimerów przewodzących
Mechanizm przewodzenia prądu przez polimery przewodzące
Wyróżnia się trzy zasadnicze grupy polimerów przewodzących, w zależności od mechanizmu przewodzenia prądu przez ich makrocząsteczki:
1. Polimery przewodzące jonowo (polielektrolity)
Przewodzenie prądu jest skutkiem ruchu jonów w matrycy, podobnie jak w przypadku roztworów klasycznych elektrolitów. Polielektrolity posiadać muszą grupy jonowymienne lub elektronodonorowe przyłączone do łańcucha głównego.
Przewodnictwo polielektrolitów osiąga wartości z zakresu 10-4-10-5 S/cm (zakres typowy dla półprzewodników o szerokim paśmie wzbronionym), dzięki czemu mogły znaleźć zastosowanie jako elektrolity stałe w ogniwach elektrochemicznych oraz jako membrany półprzewodzące. Polielektrolity stosowane są także jako wymieniacze jonowe.
strony: [1] [2] [3] [4] [5] [6]
|