塑料为什么会导电？

2025-02-21 21:18:00

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回答1：

和白川一起在筑波大学研究的赤木和夫通俗地说：“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。”

导电塑料具有塑料的优点，例如重量轻，拉伸性、弹性和柔韧性好而便于成型。同时，它又具有金属的优点——导电性好。由于这些优点，可以代替金属作一般的输电导线。而且，由于可以做得很细，所以能在微电子领域大展宏图——例如用在越来越密集而且不断微型化的集成电路中。目前，大批量生产的导电塑料，已经广泛应用在微电子工业中。

将导电塑料浸入一种复杂的溶液后，可以把太阳光的能量转变成电能，它的原理类似植物的叶绿素的作用。用它可以制成太阳能塑料薄膜，并根据建筑物形状进行剪裁，直接将太阳能变成电能并储存起来，非常方便。20世纪末才开始研究的高分子聚合物太阳能电池，就采用了这种太阳能塑料薄膜。它将太阳能转化为电能的效率，提高到了3％左右，一旦更上一层楼，其廉价的成本必将前途无量。

蓬勃发展的纳米技术，推进了导电塑料的研究。美国利用塑料纳米技术，成功地开发出了新型塑料太阳能电池。它的电极厚度只有头发丝粗细，却可以源源不断提供0.7伏的电压。

利用导电塑料吸收电磁波的特性，可以制成抗电磁波干扰的屏蔽装置，非常轻便。目前可以做得非常薄的导电塑料，具有可以弯曲等其他优良特性。博伊尔勒认为，把它应用在电脑上，将有望进一步缩小电脑的体积并提高其运行速度。

最近，科学家又制成了塑料晶体管，向单晶硅提出挑战。如果能用导电塑料取代锗和硅，将以低廉的价格和更易于加工处理的优势，引起电脑的革命。

对这些进展，赤木和夫甚至满怀憧憬地说：“也许可以像瑞典皇家科学院所说的那样，把高性能的电脑装进手表。”

更令人惊奇的是，科学家又研制出了超导塑料——零下270℃的时候电阻为零。这对于超导物理的理论研究又提出了新课题，潜在的实用价值不可限量。

中国科学家们正在研制的塑料电池。重量轻——仅为铅酸蓄电池的1／20，使用寿命长，提供电流大，其功率密度比传统铅酸蓄电池约高20倍，性能也稳定可靠。这场“电池革命”，最终会使没有污染、噪声小和节约石油能源的电动自行车与电动汽车得到广泛使用。

1990年，英国剑桥大学的弗伦德(R.Friend)发现，在电场中某些有机聚合物可以发光。采用导电塑料制成的有机发光二极管非常薄，比普通发光二极管使用寿命更长、亮度大、耗能低和发光效率极高——它属于冷光源。美国专家预测，到2020年，使用这种发光二极管，将使美国照明用电减少一半，从而每年节约1000亿美元，把生产电能造成二氧化碳排放量减少近3000万吨。这种发光二极管还可用于制造可弯曲的彩色显示屏幕，用在电脑或电视机等上面。

导电塑料的发明，让三位科学家共同登上了2000年诺贝尔化学奖的领奖台，共享91.37万美元的奖金。

英国物理学家汤姆逊曾经说过：“在能够对科学作出贡献的所有因素中，观念的突破是最伟大的。”导电塑料的发明，是“观念更新出成果”和“取优点去劣势”的典型例证。

威尔.罗杰(Will Rogers)说：“没有什么是永恒的。”绝缘体会向“相反方向”变成导体，印证了这个哲理，也诠释了英国诗人雪莱(1792～1822)的名言：“除了变，一切都不能长久。”

用绝缘性好的陶瓷去制作超导体，把硬脆的陶瓷改得硬而不脆，在硬脆的玻璃中加入金属，制成硬而不脆的金属玻璃，都是类似的例证。

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