绝缘导电 左右逢源

高分子材料良好的绝缘性能是众所周知的，它的电阻率很高，可达到每平方厘米 1020 欧姆，电子不能突破它的屏障；聚合物很容易进行加工，也很容易和其它绝缘材料如云母、二氧化硅复合，复合以后性能更佳。因此，高分子材料被广泛用于各种电器和线路绝缘：从漆包线到高压电缆，从插头插座到高压线路绝缘子，从微型电机到百万千瓦大电机主绝缘，从印刷线路板到各种仪器表盘，都是高分子材料在保护着电器的正常运行和用户的安全。然而，高分子材料在与绝缘相反的方向——导电与超导方面也崭露头

角、跃跃欲试，也可能在未来的高技术领域中一展身手呢！

乙炔是一种气体，乙炔分子由两个碳原子和两个氢原子构成，是最简单的有机化合物之一。乙炔可以由电石和水反应制得，所以也叫电石气。工业上用来与氧气共燃切割金属。

乙炔可以直接通过聚合反应得到聚乙炔，因为聚合产物后处理困难，现在大多用间接的方法来制备。聚乙炔本身是一种半导体，用溴、碘、五氟化砷等化学试剂处理，让这些小分子掺到聚合物中，这种方法叫“参杂”。掺杂后的聚乙炔的导电性变化很大，达到金属的水平，稍微比铜差一点，而且还具有金属光泽。

晶体管是在半导体上掺杂其它金属，形成的电子导体或空穴导体组成 PN 结，PN 结能管制电流有方向地通过。聚乙炔本是半导体，掺杂后可形成导体， 如果在聚乙炔薄膜上用控制掺杂的方法制造 PN 结，就形成了有机晶体管，这种晶体管已经在世界上的不少实验室被制备出来。

苯胺是一种普通的化工原料，苯胺的聚合物早在上世纪就被发现，但聚苯胺的结构很复杂，直到 70 年代以后才逐步弄清楚。聚苯胺的导电性因制造和处理方法不同，从绝缘体到导体都有。

聚吡咯的导电性和聚苯胺差不多。它的优点是热稳定性好，甚至在接近300℃时导电性也没有显著的变化。此外，它的机械强度也很高。

导电聚合物适于做可充电池的电极。因为可充电池要经历反复充电和放电的循环。金属电极在失去电子后形成的离子会溶解到电解液中，电极因此被消耗掉了。聚电物电极不存在消耗问题，因为聚合物导电是靠掺杂的离子来传递，无论在充电、放电过程中离入或者移出，聚合物本身的结构并不发生变化。用聚苯胺做电极的锂电池，充电放电次数在千次以上。

塑料比重只有金属的七到十分之一，用塑料做的电池重量很轻，如果应用到电动汽车上，可以大幅度减轻汽车自重。

聚硫氮是一种无机聚合物，也是第一个不含金属而显示超导性的共价聚合物。它的临界温度在 0.3K，虽然转变温度很低，但毕竟显示了聚合物超导电的可能性。

早在 60 年代，里特尔（Little）提出，有机聚合物有可能存在超导性， 并且转变温度可能比室温高得多，他还提出了具体的模型，计算了超导转变温度。但由于合成上的 困难以及对超导机制还没有真正认识清楚，聚合物室温超导至今还是 一个美好的梦想。

聚硫氮的超导性和金属氧化物、陶瓷在超导转变温度上的突破会激起高分子化学家甚至物理学家对高分子超导新的研究热情。聚合物结构变化多，

可以进行分子设计，再通过化学反应来实现，尝试各种新的理论、新的设想、新的模型。大分子既提供了广阔的活动空间，又提高分子链作为电荷转移和传递的最好通道。高分子材料可能是高温超导的下一个突破点。