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一块可导电塑料的样品

  一项最新技术将使得人们有可能制造出一种具有金属甚至超导体性质的塑料产品。

  通常认为塑料导电性极差,因此被用来制作导线的绝缘外套。但最近澳大利亚的研究人员发现,当将一层极薄的金属膜覆盖至一层塑料层之上,并借助离子束将其混入高分子聚合体表面,将可以生成一种价格低、强度高、韧性好且可导电的塑料膜。

  取得这一成果的小组由两位来自澳大利亚昆士兰大学的专家领导,分别是保罗·麦里迪斯(Paul Meredith)教授和助理教授本·鲍威尔(Ben Powell),以及一位来自新南威尔士大学的专家亚当·米考林(Adam Micolich)教授。他们的这一成果已经发表于《ChemPhysChem》杂志。该项研究所依据的实验由前昆士兰大学博士生安德鲁·斯蒂芬森(Andrew Stephenson)进行。

  离子束技术在微电子工业领域被广泛运用来测试半导体,如硅片的导电性能。但将这种技术应用到塑料膜材料的尝试是从上世纪80年代才开始起步的,一直进展不大,直到现在才取得突破。麦里迪斯教授介绍说:“这个小组所作的工作,简单来说就是借助离子束技术改变塑料膜材料的性质,使其具备类似金属的功能,能够向导线本身那样导电,甚至可以变成超导体,当温度低到一定程度时电阻变为零。”

  为了显示这种材料的潜在应用价值,小组采用这种材料,参照工业标准制作了电阻温度计。在和同类型的铂电阻温度计进行对比测试时,新材料制作的产品显示了类似,甚至更优越的性能。

  “这种材料的有趣之处在于我们几乎保留了高分子聚合物的全部优势——机械柔韧性、高强度,低成本,但与此同时它却又具有良好的导电性,而这通常可不是塑料应该具有的特性。”米考林教授说。“这种材料开创了一个塑料导体的新天地。”

  而安德鲁·斯蒂芬森则认为这项技术最令人兴奋之处在于这种薄膜的导电性可以进行精确的调整或设定,这将具有非常广阔的应用前景。他说:“事实上,我们可以将这种材料的导电性更改10个数量级,简单的说,这就像是我们在制作这种材料时,手里拥有100亿种选择。理论上说,我们可以制造出完全不导电的塑料,或者导电性和金属一样好的塑料,以及介于两者之间的全部可能性。”

  这种新材料可以利用现在的微电子工业常用的设备轻易地制造出来,并其相比传统的高分子半导体材料,这种新材料对暴露在氧气中的抗氧化能力也要高得多。

  研究人员表示,综合以上这些优势,这种借助离子束处理高分子聚合物得到的薄膜材料将具有广阔的应用前景,它是现代和未来技术的完美融合。

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