Полианилин — органический азотсодержащий полимер, известный уже почти целое столетие, — с помощью нового метода модификации можно превратить в вещество, проводящее электрический ток, как металлы. Этот метод разработан А. Мак-Диармидом и его коллегами в Университете шт. Пенсильвания.


В 1977 г. Мак-Диармид и А. Хигер получили первый полимер с электропроводными свойствами — полиацетилен с добавкой йода. Теперь уже создано более 10 таких полимеров, однако, как правило, их трудно получить в лабораторных условиях, а поскольку промышленное производство требует больших затрат, практическое применение этих полимеров ограниченно. Анилин же — недорогой мономер, кроме того, синтез и модификацию по-лианилина можно проводить в лабораторных условиях, так как он не теряет электропроводных свойств под действием воздуха и влаги.


Обычно полимеры являются диэлектриками — их молекулы не имеют свободных электронов (носителей заряда). Этот дефицит можно устранить с помощью «р-легирования» путем добавки вещества, способного притягивать электроны; в результате в структуре полимера появляются «положительные дырки» (области положительного заряда).


Модификаторами в таком процессе, как правило, служат окислители (например, йод), которые оттягивают электроны от двойных связей в макромолекуле. Мак-Диармид и его коллеги разработали новый метод модификации на основе обратимого процесса — введения протонов в полимер.


Это достигается путем расплавления полианилина (основания) для осуществления реакции с соляной кислотой; ионы водорода кислоты служат источником протонов. Образующийся в результате этого гидрохлорид имеет в 10^11 раз большую проводимость, чем исходный полимер.


Мак-Диармид и его сотрудники пока не установили, почему введение протонов так эффективно. Однако, когда модифицированные молекулы обрабатывают водным раствором основания, они быстро теряют электропроводные свойства. Это превращение можно использовать для более детального изучения обеих форм полианилина и явления проводимости в полимерах.


Полианилин можно широко применять в практических целях. Мак-Диар-мид с коллегами установили, что обе формы этого полимера могут быть легко восстановлены и снова окислены до исходного состояния. Поэтому их можно использовать в качестве электродов в подзаряжаемых батареях. В лаборатории авторов были изготовлены полианилиновые батарейки для карманных фонариков, которые можно неоднократно перезаряжать. По-видимому, промышленное производство таких батареек в будущем будет возможно, причем их стоимость должна соответствовать цене батареек одноразового пользования, применяемых в настоящее время. Онлайн казино фараон официальный сайт играть бесплатно и без регистрации.