塑料导线

塑料类材料像金属一样导电

图片来源:Dreamstime

芝加哥大学的科学家开发出了一种材料,它可以制成像塑料一样的材料,但其导电性能更像金属。

这种材料的分子碎片杂乱无序,但仍能极好地导电,这违反了所有的导电标准规则。

芝加哥大学(University of Chicago)的化学副教授约翰·安德森(John Anderson)说:“从原则上讲,这开启了一种全新材料的设计,这种材料可以导电,易于成型,在日常条件下也非常坚固。”

“从本质上说,它为一种极其重要的材料技术组提供了新的可能性,”该论文的第一作者谢佳泽说。

导电材料在电子产品的创造中是必不可少的,迄今为止,最古老和最大的一类导体是金属:铜、金、铝。

大约50年前,科学家们发明了一种被称为“掺杂”的化学处理方法,可以用有机材料制成导体。这是有利的,因为这些材料比传统金属更灵活,更容易加工,但它们通常不是很稳定,如果暴露在潮湿或温度过高,就会失去导电性。

这些有机材料和传统金属导体都是由直的、紧密排列的原子或分子行组成的,这意味着电子可以很容易地在材料中流动。

在开发这种新材料的过程中,研究人员将镍原子像珍珠一样串成一串由碳和硫组成的分子珠子,这种珠子出人意料地在非常稳定的情况下获得了强导电性能。

谢说:“我们加热、冷却它,把它暴露在空气和潮湿中,甚至往上面滴酸和碱,但什么都没有发生。”

经过测试、模拟和理论工作,研究人员认为,这种材料形成了电子可以穿过的层。即使薄片横向旋转,只要薄片接触,电子仍然可以在材料中水平或垂直移动。

科学家们认为他们的发现为电子技术提供了一个全新的设计原则。这种材料的一个吸引人的特点是加工的新选择。

例如,金属通常必须被熔化,才能被制成适合芯片或设备的形状,这就限制了你用它们制造的东西,因为设备的其他组件必须能够承受加工这些材料所需的热量。

这种新材料没有这样的限制,因为它可以在室温下制造。它也可以用于需要耐热、耐酸、耐碱或耐湿的设备或设备部件,这在以前限制了工程师开发新技术的选择。

该团队还在探索这种材料可能产生的不同形式和功能。

“我们认为我们可以把它做成2D或3D,让它变得多孔,甚至可以通过添加不同的链接或节点来引入其他功能,”谢说。

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