POLYMER PRODUCTION. Illustration sh

POLYMER PRODUCTION. Illustration shows a side view of a liquid-crystalline template that has assembled into a honeycomb pattern on a piece of gold. Researchers use an electric field to polymerize monomers inside the liquid crystals' cores (red).
Hulvat
First discovered in the 1970s, conducting polymers have made it into a few small-scale commercial applications, such as antistatic coatings on photographic film and light emitting diodes in a display of maintenance information on an electric razor.
Now, however, a range of development efforts aims to put conducting polymers to use in products as diverse as paper-thin televisions and sensors for chemical-weapons detectors. Meanwhile, polymer scientists are doing fundamental research, seeking ever more conductive plastic materials.
One major thrust of this work is to figure out how to make existing conducting plastics more orderly on the molecular level. Disorder limits the polymers' conductivity and can hinder their performance in electronic devices. In two recent reports centered on the leading conducting polymer, researchers describe progress in the quest for more order.
Plastics that conduct
Before the 1970s, plastics' closest association with electricity was as the insulation around electrical wires. The discovery of conducting polymers has been regarded as so important that it was recognized with the 2000 Nobel Prize in Chemistry (SN: 10/14/00, p. 247). Three researchers who had worked together at the University of Pennsylvania—Alan Heeger of the University of California, Santa Barbara, Alan MacDiarmid of the University of Pennsylvania, and Hideki Shirakawa of the University of Tsukuba in Japan—shared that award.
A theme in the development of conducting polymers has been chemists' ingeniously capitalizing on mistakes. Both luck and insight played roles in the discovery of the first conducting polymer, a form of the material called polyacetylene. As its name implies, this polymer molecule is built from smaller molecules of acetylene, the substance that burns in welders' torches.
While trying to make ordinary polyacetylene, a researcher visiting Shirakawa's laboratory in Japan accidentally added 1,000 times the usual amount of polymerization catalyst to a vessel containing acetylene. Instead of yielding what looked like a typical plastic, the reaction produced a shiny, metallic-looking material. Working on a hunch they had developed from experiments on inorganic materials that conduct electricity, the three future Nobel laureates added small amounts of bromine or iodine gas to remove some electrons from the plastic. Called doping, this process afforded the strange polyacetylene's remaining electrons enough freedom to move rapidly up and down the polymer's molecular chains.
But polyacetylene has one important flaw: It decomposes quickly in air. Researchers, however, soon formulated other electrically conductive plastics. One of the best studied, most stable, and most commercially important of these is a class of polymers called polythiophenes, whose members are made up of repeating units called thiophenes. It's "the conducting polymer of choice," says materials scientist George Malliaras of Cornell University.
However, while polythiophenes have many superior properties, researchers can't easily align the molecules within a sample, which limits current flow.
"The properties of the materials are definitely limited by disorder," says Heeger, who in 1990 cofounded the company UNIAX, which was purchased by DuPont in 2000, to commercialize conducting polymers.
Orderly polymers
A different type of accident contributed to the discovery of a way to make a well-ordered, conducting polythiophene. In May 2000, Hong Meng, a student working in chemist Fred Wudl's laboratory at the University of California, Los Angeles, made a sample of a thiophene monomer known as 2,5-dibromo-3,4-ethylenedioxythiophene and sealed it in a jar. In March 2002, when Meng retrieved the jar, he discovered that the white crystalline powder he'd prepared now looked like shiny, black crystals. Because Wudl's lab studies conducting polymers, it has a rule that any metallic-appearing material that a researcher makes or finds must be tested for electrical conductivity.

Kết quả (Việt) 2:

POLYMER SẢN XUẤT. Minh họa cho thấy một cái nhìn bên trong một mẫu chất lỏng-tinh đã lắp ráp thành một mô hình tổ ong trên miếng vàng. Các nhà nghiên cứu sử dụng một điện trường để polymerize monome bên trong lõi các tinh thể lỏng (màu đỏ).
Hulvat
đầu tiên được phát hiện vào những năm 1970, polyme tiến hành đã làm cho nó thành một vài ứng dụng thương mại quy mô nhỏ, chẳng hạn như lớp phủ chống tĩnh điện trên phim chụp ảnh và điốt phát quang trong một màn hình hiển thị thông tin bảo trì trên một máy cạo râu.
Bây giờ, tuy nhiên, một loạt các nỗ lực phát triển nhằm mục đích đưa polyme tiến hành để sử dụng trong các sản phẩm đa dạng như giấy mỏng TV và cảm biến cho thiết bị dò hóa vũ khí. Trong khi đó, các nhà khoa học polymer đang làm nghiên cứu cơ bản, tìm kiếm từng vật liệu nhựa dẫn hơn.
Một lực đẩy chính của việc này là để tìm hiểu làm thế nào để sản xuất nhựa tiến hành hiện có trật tự hơn về mức độ phân tử. Rối loạn giới hạn dẫn của polyme và có thể cản trở hiệu quả của họ trong các thiết bị điện tử. Trong hai báo cáo gần đây tập trung vào các polymer dẫn điện hàng đầu, các nhà nghiên cứu mô tả tiến bộ trong việc tìm kiếm các đơn đặt hàng nhiều hơn.
Nhựa tiến hành
Trước những năm 1970, hiệp hội gần nhất nhựa 'với điện ấy giống như sự cách nhiệt xung quanh dây điện. Việc phát hiện ra các polyme tiến hành đã được coi là quan trọng như vậy mà nó đã được công nhận với giải thưởng Nobel Hóa học năm 2000 (SN: 10/14/00, p 247.). Ba nhà nghiên cứu người đã làm việc cùng nhau tại Đại học Pennsylvania, Alan Heeger của Đại học California, Santa Barbara, Alan MacDiarmid của Đại học Pennsylvania, và Hideki Shirakawa của Đại học Tsukuba ở Nhật Bản chia sẻ rằng giải thưởng.
Một chủ đề trong phát triển của polyme tiến hành đã được các nhà hóa học 'khéo léo tận dụng những sai lầm. Cả hai may mắn và cái nhìn sâu sắc đóng vai trò trong sự phát hiện của các polymer dẫn điện đầu tiên, một dạng của vật chất gọi là polyacetylene. Như tên gọi của nó, phân tử polymer này được xây dựng từ các phân tử nhỏ hơn của axetylen, các chất cháy trong ngọn đuốc thợ hàn ".
Trong khi cố gắng để làm cho polyacetylene bình thường, một nhà nghiên cứu đến thăm phòng thí nghiệm Shirakawa tại Nhật Bản vô tình thêm 1.000 lần lượng thông thường trùng hợp chất xúc tác để một tàu chứa axetylen. Thay vì đem lại lợi những gì trông giống như một loại nhựa thông thường, các phản ứng sản xuất, chất liệu kim loại trông sáng bóng. Làm việc trên một linh cảm họ đã phát triển từ các thí nghiệm trên các vật liệu vô cơ dẫn điện, ba người đoạt giải Nobel trong tương lai thêm một lượng nhỏ brom hoặc khí iodine để loại bỏ một số electron từ nhựa. Được gọi là doping, quá trình này dành electron còn lại các polyacetylene lạ của đủ tự do để di chuyển lên số và chuỗi phân tử của polymer.
Nhưng polyacetylene có một lỗ hổng quan trọng: Nó phân hủy nhanh chóng trong không khí. Các nhà nghiên cứu, tuy nhiên, sớm xây dựng nhựa dẫn điện khác. Một trong những nghiên cứu tốt nhất, ổn định nhất, và thương mại quan trọng nhất trong số này là một lớp polyme gọi là polythiophenes, mà các thành viên được tạo bởi các đơn vị gọi là thiophenes lặp đi lặp lại. Đó là "các polymer tiến hành lựa chọn," nói khoa học vật liệu George Malliaras của Đại học Cornell.
Tuy nhiên, trong khi polythiophenes có nhiều đặc tính vượt trội, các nhà nghiên cứu không thể dễ dàng sắp xếp các phân tử trong một mẫu, làm hạn chế dòng chảy hiện tại.
"Các tính chất của vật liệu chắc chắn được giới hạn bởi rối loạn, "Heeger, người đồng sáng lập vào năm 1990 công ty UNIAX, được mua bởi DuPont vào năm 2000, để thương mại tiến hành polyme nói.
polyme Có Trật Tự
Một loại khác nhau của tai nạn góp phần vào việc phát hiện ra một cách để làm cho một tốt ra lệnh, tiến hành polythiophene. Trong tháng 5 năm 2000, Hồng Meng, một sinh viên làm việc trong phòng thí nghiệm hóa học Fred Wudl tại Đại học California, Los Angeles, được thực hiện một mẫu của một monomer thiophene gọi là 2,5-dibromo-3,4-ethylenedioxythiophene và kín nó trong một cái lọ . Trong tháng 3 năm 2002, khi Meng lấy cái bình, ông phát hiện ra rằng bột tinh thể màu trắng mà anh đã chuẩn bị trông giống như sáng bóng, tinh thể màu đen. Vì các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của tiến hành Wudl polyme, nó có một quy tắc mà bất kỳ vật liệu kim loại, xuất hiện mà một nhà nghiên cứu làm hoặc thấy phải được kiểm tra độ dẫn điện.