Всем известно, что пластические материалы электричества не проводят. Из них делают покрытие проводов и кабелей, монтажные панели для электронных схем и другие изоляторы. Однако модифицированные пластики оказались способными проводить электричество. Химики Алан Хигер, директор Института полимеров и твердых органических соединений Калифорнийского университета, г. Санта-Барбара, Алан Мак-Диамид, профессор Пенсильванского университета, США, и Хидеки Шикава, профессор Института материаловедения, г. Цукуба, Япония, были удостоены Нобелевской премии по химии за 2000 год за открытие и совершенствование проводящих полимеров.

Алан Хигер.

Алан Мак-Диамид.

Хидеки Шикава.

Молекула полиацетилена имеет форму цепочки углеродных атомов (черные шарики), соединенные одинарными и двойными связями друг с другом и одинарными - с атомами водорода (светлые шарики).

Когда в молекулу встраиваются дополнительные протоны (шарики сбоку), в цепочке возникает распределенный положительный заряд.

Пластики представляют собой полимеры, молекулы которых вытянуты в цепочки. В полимере, способном проводить электрический ток, имеются атомы углерода, соединенные попеременно двойными и одинарными связями. В каждой из этих связей имеется либо лишний электрон, либо вакансия - отсутствующий электрон. Когда к молекуле подсоединяются дополнительные изотопы, вакансии и электроны получают возможность двигаться в противоположных направлениях вдоль молекулы полимера - возникает электрический ток.

Исследования, начатые в конце семидесятых годов Хигером, Мак-Диамидом и Шикавой, довольно быстро привели к созданию целого класса проводящих полимеров, уже нашедших широкое применение в технике, физике и химии. Из них делают фото- и кинопленки, покрытия экранов телевизоров и компьютерных мониторов (они не электризуются и перестают собирать пыль), оконные стекла, задерживающие слишком яркий солнечный свет. Полимеры, имеющие свойства полупроводников, уже применяются в светодиодах, солнечных батареях, дисплеях мобильных телефонов, портативных компьютеров и телевизоров.

Достижения в области химии проводящих полимеров вызовут бурное развитие молекулярной электроники. В перспективе транзисторы и другие элементы электронных схем будут уменьшены до размеров отдельных молекул. Это позволит сильно увеличить их быстродействие и собрать мощный компьютер в объеме наручных часов.

№1, 2001