Как известно, металлы, графит и т. д. могут проводить электричество и являются проводниками; в то время как стекло, керамика, пластик и т. д. обычно не проводят электричество и являются изоляторами. Различные электрические провода, которые мы видим в повседневной жизни, состоят из металлических проводов, таких как медь и алюминий, покрытых пластиком. Это связано с тем, что пластик является отличным изолятором, и его использование для изоляции электрических проводов предотвращает утечку электричества.
Металлические проводники обладают электропроводностью из-за наличия свободных электронов в металле, которые могут переходить от одного атома к другому, образуя электрический ток. Графит представляет собой вещество, состоящее из атомов углерода. Атомы углерода в графите выделяют электроны, которые могут свободно перемещаться. Как видно на структурной модели кристаллов графита, каждый атом углерода имеет три химические связи на одной плоскости (один атом углерода может образовывать четыре химические связи), поэтому каждый атом углерода может предоставить один свободно перемещающийся электрон, поэтому графит может проводить электричество. Точно так же алмаз, состоящий из атомов углерода, не проводит электричество, потому что атомы углерода в алмазе расположены по-другому, и у каждого атома углерода есть четыре химические связи, поэтому нет свободных электронов. Похоже, если изменить структуру и расположение различных атомов и молекул в материале, чтобы получить свободные электроны, непроводящие материалы могут стать проводящими. Проводящие пластики были созданы именно по этому принципу. В настоящее время ученые уже синтезировали множество структурных проводящих пластиков, которые позволяют электронам свободно перемещаться.
Кроме того, химики также объединяют непроводящие пластики с проводящими веществами, создавая проводящие композитные материалы. Проводящие композитные материалы просты в изготовлении и имеют низкую стоимость. В настоящее время многие разработанные проводящие пластики являются композитными материалами. Основными наполнителями в таких композитных материалах являются металл, графит и т. д.
Сегодня проводящие пластики широко используются в таких областях, как антистатика, электромагнитная защита компьютерных экранов и умные окна, а также имеют широкие перспективы применения в светодиодах, солнечных батареях, мобильных телефонах, миниатюрных телевизионных экранах и исследованиях в области наук о жизни. Благодаря проводящим пластикам можно значительно увеличить скорость работы компьютеров и уменьшить их размер. Возможно, в будущем ноутбуки станут настолько маленькими, что их можно будет носить на запястье!