说说导电性塑料

在塑料中添加某种杂质，绝缘的塑料就具有了像金属那样的导电性。这一发现使白川英树获得了今年的诺贝尔化学奖。这项技术的研究已进入了实用化阶段，人们的许多梦想都会因它而成为现实
【日本《每日新闻》10月16日报道】题：导电性塑料可以使信息社会的梦想成真（记者鸭志田公男  田中泰义）
筑波大学名誉教授白川英树（64岁）是第二个获得诺贝尔化学奖的日本人。他的获奖理由是"发现并开发出了导电性塑料"，他使被认为是绝缘体的塑料具有像金属那样的导电性，因此赢得了好评。以这一发现为契机，我们将推进支撑信息技术社会的电子零件的开发，笔记本电脑也许有一天可以装入手表中。本文介绍一下导电性塑料的原理、应用实例及其发展前景。
"服用兴奋剂"
1977年，白川教授等人发现，在名为聚乙炔的塑料中添加碘这一杂质后，聚乙炔便像金属那样具有导电性。
聚乙炔具有导电性，关键是塑料的结构和碘这一杂质在起作用。
聚乙炔是由碳原子和氢原子组成的。碳原子具有可与其他原子结合的4个电子。聚乙炔中的碳原子，利用两个电子与旁边的碳原子结合（双重结合），另一个电子与相反方向的碳原子结合（单一结合），剩下的一个电子与氢原子结合。聚乙炔就是由无数个这种结构组成的。
与普通的塑料相比，碳原子由双重结合和单一结合交替组成的塑料，具有电子容易流动的性质。如果在其中加入碘等杂质，电子就会被杂质吸引，电子原来所在的位置就会出现空洞。于是，其他电子先后流动起来，以弥补这个空洞，从而产生了电流。
与白川教授一起进行研究的筑波大学教授赤木和夫指出："杂质虽然不会改变塑料的结构，但使电子处于兴奋状态，从而形成电流。在体育比赛中，运动员利用药物来提高成绩的行为叫做服用兴奋剂。我 们把在塑料中添加杂质使其具有导电性的行为，亦称为'服用兴奋剂'。"
实用化阶段
与金属相比，塑料的特点是容易加工，重量轻。白川教授等人的发现推动了导电性塑料的研究，现已开发出数十种这类塑料。近几年，导电性塑料的研究进入了实用化阶段。
1990年，松下通信工业公司高级工程师工藤康夫等人，利用导电性塑料代替在电路中具有蓄电作用的液体电容器电解质，成功地使电路的电阻降低到百分之一以下。
电阻小可以节电，也可以适应电信号的迅速变化。为此，在实现个人电脑小型化和高速化方面，导电性塑料的需求量正在扩大。日本国内的市场规模现在是每年1000亿日元，预计5年后将翻一番。
佳娜宝公司1989年开发的导电性塑料电池，扩大了其在移动电话电池市场的份额。这是因为，追求轻巧的移动电话市场，需要比用镍和铅等重金属制作的传统型电池更轻的电池。佳娜宝公司强调："与重金属相比，使用导电性塑料更有利于保护环境。"
人们期待开发出通电后可以发光的导电性塑料，这种材料今后会大有市场。
先锋音像设备公司没有利用导电性塑料，但根据导电性塑料的原理，于1997年开发出新型显示器，并且开始应用到汽车音响中。以往的液晶本身并不发光，是从后面照射光线来显示画面。这种显示器的画面切换速度比液晶提高了近1000倍，因此非常清晰。
分子大小的电路
白川教授开发出的聚乙炔，具有碳原子直线结合的链式结构，而赤木教授则成功地合成了具有螺旋状链式结构的聚乙炔。
如果使具有导电性的物质呈螺旋状，就可以制成电子零件中不可缺少的线圈和电磁铁。精密地加工螺旋状的聚乙炔，还可以制成分子大小的线圈和电磁铁。
此外，研究人员正在利用导电性塑料制作分子大小的电路，进行作为计算机计算基础的二进位制的研究。
赤木教授满怀憧憬地说："如果能把这些要素组合在一起，我们也许就可以像瑞典皇家科学院所说的那样，把高性能的计算机装入手表中。"