是否有能導電的塑料呢?

本文围绕「是否存在能導電的塑料」這個問題,介紹了導体和绝缘体的导电原理,说明了结构型和复合型两种导电塑料的製作原理,并介绍了导电塑料的应用现状和發展前景。

是否有能導電的塑料呢?

众所周知,金属、石墨等可以導電,是導体;而玻璃、陶瓷、塑料等通常不導電,是绝缘体。我们日常見到的各種電線,中間是铜、铝等金属線,外面包裹着塑料,正是因为塑料是很好的绝缘体,用它来包裹電線不会漏電。

金属導体具有導電性,是因為金屬中存在自由電子,自由電子可以随时从一個原子转移到另一個原子,从而形成電流通路。石墨是由碳元素組成的物質,石墨中的碳原子會释放出可以自由移动的電子。從石墨晶體的結構模型圖中可以看出,石墨中的每個碳原子在同一平面上有 3 個化学鍵(一個碳原子可以組成 4 個化学鍵),所以每個碳原子可以提供一個可以自由移动的電子,因此石墨可以導電。同样由碳元素組成的金刚石,由于其碳原子的排列方式和石墨不同,每個碳原子上有 4 個化学鍵,没有自由電子存在,所以金刚石不導電。看來,如果改變材料中各種原子、分子的排列結構和方式,使之產生自由電子,那么不導電的材料就有可能變得可以導電了。導電塑料就是根據這樣的原理誕生的。現在科學家已經合成了多种能讓電子自由流通的結構型導電塑料。

此外,化学家還將不導電的塑料和導電物質结合起来,製成了可以導電的復合材料。復合導電材料工艺简单,產品物美价廉。目前成功開發的導電塑料大多數是復合材料。這種復合材料中填充的物質主要有金屬、石墨等。

如今,導電塑料在抗静電、電腦抗電磁干扰屏和智能窗等方面的應用已經發展得很快,而且在發光二極管、太陽能電池、手機、微型電視顯示屏、生命科學研究等領域也具有廣泛的應用前景。有了導電塑料,就有可能大大提高電腦的運算速度,而且還能減小電腦的體积。或许,未來的笔记本电脑可以小到能装进手表里呢!