But in 1987, Paul Chu and his resea

But in 1987, Paul Chu and his research team at the University of Houston discovered a new class of superconductors that lost all resistance at much higher temperatures. Here “much higher” is a relative term because the temperatures needed are still far below room temperature. The production of materials that are superconducting at room temperature remains a major goal of ongoing research in materials science. Such materials would lead directly to huge gains in effi ciency in our use of electricity. The initial discovery of a group of materials such as the fullerenes most often occurs in the context of “pure” chemistry, carried out by researchers who are not necessarily striving toward specifi c practical applications. But identifying and developing practical uses for scientifi c knowledge is at the heart of engineering, of course. So it is quite common to see engineers become interested in newly discovered materials. A good example of this can be seen in the development of electrically conductive polymers, a fi eld that currently holds great promise in many emerging applications. By now you should closely associate the word polymer with plastics. When you think of plastics, you expect them to be electrical insulators. After all, many plastics are routinely used for the insulation on wires. So how might we make a polymer into an electrical conductor? We learned in this chapter that electrical conductivity in metals and semiconductors is closely linked to the idea of electron mobility or delocalization: when electrons are free to move throughout a material, it can conduct electricity. That turns out to be the key to achieving conductivity in polymers, too. When we explored chemical bonding in Chapter 7, we invoked the concept of resonance in Lewis structures to allow drawing structures of molecules whose electrons were not specifi cally localized in a particular chemical bond. If we create a polymer for which we can draw extensive The concept of careful doping that we considered in semiconductors can also be used in the design of superconducting materials. 8.7 The Invention of New Materials 273 274 Chapter 8 Molecules and Materials resonance structures, then, there might be a possibility of achieving enough delocalization of electrons to lead to conductivity. Thinking back to Section 7.5, you may realize that one way to do this would be to set up an alternating sequence of double and single bonds down the backbone of the polymer. A prototypical example would be poly(acetylene), a portion of whose chain would have the structure shown below: [ [ It should be apparent that a second resonance structure could be drawn in which the positions of all of the C!C and C"C bonds are reversed. This opens up the possibility of delocalizing signifi cant numbers of electrons within a single polymer molecule—a big step toward conductivity. A few specific examples of electrically conductive organic materials have been known since the early 1900s

Kết quả (Việt) 1:

Nhưng vào năm 1987, Paul Chu và nhóm của ông nghiên cứu tại trường đại học Houston phát hiện ra một lớp mới của chất siêu dẫn mất mọi sự kháng cự tại nhiệt độ cao hơn nhiều. Ở đây "cao" là một thuật ngữ tương đối vì nhiệt độ cần thiết vẫn còn xa dưới nhiệt độ phòng. Sản xuất vật liệu được siêu dẫn ở nhiệt độ phòng vẫn là một mục tiêu chính của các nghiên cứu liên tục trong khoa học vật liệu. Tài liệu như vậy sẽ dẫn trực tiếp đến lợi nhuận khổng lồ trong thống ciency của chúng tôi sử dụng điện. Phát hiện ban đầu của một nhóm tài liệu như fulleren thường xảy ra trong bối cảnh của "tinh khiết" hóa học, thực hiện bởi nhà nghiên cứu đã không nhất thiết phải phấn đấu hướng về quí c ứng dụng thực tế. Nhưng việc xác định và phát triển thực tế sử dụng cho scientifi c kiến thức là trung tâm kỹ thuật, tất nhiên. Vì vậy, nó là khá phổ biến để xem kỹ sư trở thành quan tâm đến tài liệu mới được phát hiện. Một ví dụ tốt về điều này có thể được nhìn thấy trong sự phát triển của các polyme dẫn điện, một eld fi hiện đang nắm giữ rất hứa hẹn trong nhiều ứng dụng mới nổi. Bởi bây giờ bạn nên chặt chẽ liên kết từ polymer với nhựa. Khi bạn nghĩ về nhựa, bạn mong đợi họ có điện cách điện. Sau khi tất cả, nhiều nhựa thường được sử dụng cho cách nhiệt trên dây. Vậy làm thế nào chúng tôi có thể làm cho một polymer vào một dây dẫn điện? Chúng tôi đã học được trong chương này các độ dẫn điện trong kim loại và chất bán dẫn liên quan chặt chẽ với ý tưởng của các điện tử di động hoặc delocalization: khi điện tử được tự do để di chuyển trong một tài liệu, nó có thể dẫn điện. Đó hóa ra là chìa khóa để đạt được độ dẫn điện trong các polyme, quá. Khi chúng tôi khám phá các liên kết hóa học ở chương 7, chúng tôi gọi các khái niệm của cộng hưởng trong Lewis cấu trúc cho phép vẽ cấu trúc của các phân tử có electron đã không quí cally bản địa hoá trong một trái phiếu cụ thể hóa chất. Nếu chúng tôi tạo ra một polymer mà chúng ta có thể rút ra sâu rộng các khái niệm về doping cẩn thận chúng tôi xem xét trong chất bán dẫn có thể cũng được sử dụng trong việc thiết kế các vật liệu siêu dẫn. 8,7 các phát minh của vật liệu mới 273 274 chương 8 phân tử và các vật liệu cấu trúc cộng hưởng, sau đó, có thể có là một khả năng để đạt được đủ delocalization của các điện tử dẫn đến độ dẫn điện. Suy nghĩ lại đến phần 7,5, bạn có thể nhận ra rằng có một cách để làm điều này sẽ thiết lập một chuỗi xen kẽ các đôi và đơn trái phiếu xuống xương sống của polymer. Một ví dụ nguyên mẫu sẽ là poly(acetylene), một phần của chuỗi mà nào có cấu trúc dưới đây: [[nó nên được rõ ràng rằng một cấu trúc cộng hưởng thứ hai có thể được rút ra trong đó vị trí của tất cả các C! C và C "C trái phiếu được đảo ngược. Điều này mở ra khả năng của delocalizing signifi cant số electron trong một phân tử đơn polymer-một bước tiến lớn hướng tới tính dẫn điện. Một vài ví dụ cụ thể của điện dẫn vật liệu hữu cơ đã được biết đến kể từ đầu những năm 1900

Kết quả (Việt) 2:

Nhưng vào năm 1987, Paul Chu và nhóm nghiên cứu của ông tại Đại học Houston phát hiện một lớp mới của các chất siêu dẫn mà bị mất tất cả các kháng ở nhiệt độ cao hơn nhiều. Ở đây, "cao hơn nhiều" là một thuật ngữ tương đối vì nhiệt độ cần thiết vẫn còn xa dưới nhiệt độ phòng. Sản xuất vật liệu được siêu dẫn ở nhiệt độ phòng vẫn là mục tiêu chính của nghiên cứu liên tục trong khoa học vật liệu. vật liệu như vậy sẽ dẫn trực tiếp đến lợi ích rất lớn trong về hiệu tính hiệu trong chúng ta sử dụng điện. Việc phát hiện ban đầu của một nhóm các vật liệu như fullerene thường xảy ra trong bối cảnh hóa "tinh khiết", được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu người không nhất thiết phải phấn đấu hướng tới c ứng dụng thực tế specifi. Nhưng việc xác định và phát triển ứng dụng nó cho các kiến ​​thức scientifi c là trung tâm kỹ thuật, tất nhiên. Vì vậy, nó là khá phổ biến để xem kỹ sư trở thành quan tâm đến vật liệu mới được phát hiện. Một ví dụ của việc này có thể được nhìn thấy trong sự phát triển của polymer dẫn điện, một lĩnh fi hiện hứa hẹn tuyệt vời trong nhiều ứng dụng mới nổi. Bởi bây giờ bạn nên kết hợp chặt chẽ các polymer từ với plastic. Khi bạn nghĩ về nhựa, bạn mong đợi họ được vật cách điện. Sau khi tất cả, nhiều nhựa thường được sử dụng cho cách nhiệt trên dây. Vậy làm thế nào chúng ta có thể làm cho một polymer vào một vật dẫn điện? Chúng tôi đã học được trong chương này là dẫn điện trong kim loại và chất bán dẫn được liên kết chặt chẽ với ý tưởng của tính di động điện tử hoặc delocalization: khi các electron chuyển động tự do trong chất, nó có thể dẫn điện. Đó hóa ra là chìa khóa để đạt được độ dẫn điện trong các polyme, quá. Khi chúng tôi khám phá liên kết hóa học trong Chương 7, chúng tôi gọi các khái niệm về cộng hưởng trong các cấu trúc Lewis để cho phép cấu trúc bản vẽ của các phân tử có electron không Cally specifi địa hoá trong một liên kết hóa học cụ thể. Nếu chúng ta tạo ra một loại polymer mà chúng ta có thể rút ra rộng Khái niệm về doping cẩn thận mà chúng ta xem xét trong các chất bán dẫn cũng có thể được sử dụng trong việc thiết kế các vật liệu siêu dẫn. 8,7 Những phát minh của vật liệu mới 273 274 Chương 8 phân tử và cấu trúc vật liệu cộng hưởng, sau đó, có thể có một khả năng đạt được đủ delocalization electron dẫn đến dẫn. Nghĩ về phần 7.5, bạn có thể nhận ra rằng một trong những cách để làm điều này là để thiết lập một chuỗi luân phiên của liên kết đôi và đơn xuống xương sống của polymer. Một ví dụ điển hình sẽ là poly (axetylen), một phần có chuỗi sẽ có cấu trúc như sau: [[Nó nên được rõ ràng rằng một cấu trúc cộng hưởng thứ hai có thể được rút ra trong đó vị trí của tất cả các C C và C "! trái phiếu C được đảo ngược. Điều này mở ra khả năng delocalizing số không thể signifi của các electron trong một phân tử-một đơn polymer bước lớn để dẫn điện. một vài ví dụ cụ thể của vật liệu hữu cơ dẫn điện đã được biết đến từ những năm 1900