ЭЛЕКТРОПРОВОДЯ́ЩИЕ ПОЛИМЕ́РЫ

ЭЛЕКТРОПРОВОДЯ́ЩИЕ ПОЛИМЕ́РЫ, ор­га­нич. мак­ро­мо­ле­ку­ляр­ные со­еди­не­ния, об­ла­даю­щие вы­со­кой элек­тро­про­вод­но­стью в осн. бла­го­да­ря на­ли­чию сис­те­мы со­пря­жён­ных хи­мич. свя­зей; от­носят­ся к ор­га­ни­че­ским про­вод­ни­кам. Ос­но­во­по­ла­гаю­щие ис­сле­до­ва­ния по хи­мии Э. п. вы­пол­не­ны в 1970-х гг.: Х. Ши­ра­ка­ва раз­ра­бо­тал ме­тод се­лек­тив­но­го син­те­за цис- и транс-изо­ме­ров по­ли­аце­ти­ле­на, А. Хи­гер и А. Мак­ди­ар­мид об­на­ру­жи­ли их элек­тро­про­во­дя­щие свой­ст­ва (Но­бе­лев­ская пр., 2000). Наи­бо­лее изу­чен­ные Э. п. – по­ли­ани­лин, по­ли­аце­ти­лен, по­ли­пир­рол, по­ли­тио­фен, по­ли­фе­ни­лен, по­ли­фе­ни­лен­ви­ни­лен. Элек­тро­про­вод­ность Э. п. мо­жет дос­ти­гать зна­че­ний 10⁵–10⁶ См·м^–1.

Осн. ус­ло­ви­ем элек­тро­про­вод­но­сти по­ли­ме­ров яв­ля­ет­ся их внут­ри­мо­ле­ку­ляр­ное строе­ние, пред­по­ла­гаю­щее воз­мож­ность сво­бод­но­го пе­ре­ме­ще­ния за­ря­да (элек­тро­на или дыр­ки) вдоль по­ли­мер­ной це­пи. Это воз­мож­но, ес­ли ато­мы уг­ле­ро­да по­ли­мер­ной це­пи на­хо­дят­ся в со­стоя­нии sp²-гиб­ри­ди­за­ции и рас­по­ла­га­ют­ся на столь близ­ком рас­стоя­нии друг от дру­га, что внеш­ние ор­би­ты элек­тро­нов ато­мов уг­ле­ро­да пе­ре­кры­ва­ют­ся. До­пол­нит. ус­ло­ви­ем яв­ля­ет­ся до­пи­ро­ва­ние по­ли­ме­ров – про­це­ду­ра по­вы­ше­ния кон­цен­тра­ции но­си­те­лей за­ря­да в по­ли­мер­ном ма­те­риа­ле пу­тём вве­де­ния при­ме­сей ор­га­нич. или не­ор­га­нич. низ­ко­мо­ле­ку­ляр­ных со­еди­не­ний (напр., до­пи­ро­ва­ние по­ли­аце­ти­ле­на ио­дом) или элек­тро­хи­мич. об­ра­бот­ки ма­те­риа­ла (напр., про­то­ни­ро­ва­ние-де­про­то­ни­ро­ва­ние по­ли­мер­ной це­пи в по­ли­ани­ли­не). Э. п. мо­гут об­ла­дать ме­тал­лич. или по­лу­про­вод­ни­ко­вым ти­пом элек­тро­про­вод­но­сти. Для ря­да по­ли­ме­ров, не имею­щих со­пря­же­ния π -элек­тро­нов вдоль по­ли­мер­ной це­пи, так­же об­на­ру­же­ны (РФ; кон. 20 в.) ус­ло­вия, при ко­то­рых в них мо­жет воз­ни­кать ме­тал­лич. про­во­ди­мость.

Э. п. от­ли­ча­ет ме­ха­нич. свой­ст­ва, удоб­ные при экс­плуа­та­ции из­де­лий из них (гиб­кость, низ­кая плот­ность), от­но­сит. про­сто­та се­лек­тив­но­го син­те­за, ши­ро­кий на­бор хи­мич. струк­тур. В то же вре­мя су­ще­ст­ву­ют про­бле­мы, свя­зан­ные с не­ста­биль­но­стью свойств, осо­бен­но в ус­ло­ви­ях дей­ст­вия аг­рес­сив­ной ок­ру­жаю­щей сре­ды. Бóль­шая часть Э. п. име­ет ды­роч­ный тип про­во­ди­мо­сти, не­дос­та­точ­но вы­со­кие под­виж­но­сти и кон­цен­тра­ции но­си­те­лей за­ря­да по срав­не­нию с не­ор­га­нич. по­лу­про­вод­ни­ка­ми.

Э. п. ис­поль­зу­ют­ся для соз­да­ния сол­неч­ных эле­мен­тов, фи­зич., хи­мич., био­ло­гич. сен­со­ров, све­то­из­лу­чаю­щих уст­ройств, пло­ских дис­пле­ев, ра­бо­таю­щих на прин­ци­пах ор­га­нич. све­то­дио­дов, и для др. це­лей.