Polimerleri çoğunlukla plastik gibi yalıtkan maddelerin ham maddesi olan makro moleküller olarak biliriz. Fakat 1977 yılında Alan MacDiarmid, Hideki Shirakawa ve Doktor Alan Heeger asetilenin polimerleşmesi için yaptıkları deney sırasında bir hata yaptılar. Fazla katılan katalizör sonucu siyah tozun aksine yırtık bir tabaka ortaya çıktı. Tabakanın yüzeyi metal gibi parlaktı. Poliasetilen adını verdikleri bu maddeyi iyotla oksitlendirdiler. Bu tekniğe doping tekniği dediler. Oluşan maddenin iletkenliğinin on milyon kat arttığını farkettiler. 2000 yılında da kimya alanında Nobel ödülü kazandılar. Böylelikle iletken polimerler hayatımıza girmiş oldu.
İletken polimer çeşitleri başlıca; poliasetilen (PA), polianilin (PANI), polipirol (PPy), politiyofen (PTP), polifuran (PFu), polifenilen (PP), poli(para-fenilen) (PPP), poli(vinil klorür) (PVC), poliinden (PIn) ve poliindol (PInd) olarak sayılabilir.
Poliasetilen (PA) elektrokimyasal yöntemlerle hem anyonik hem de katyonik olarak katkılanabilir. Bu özelliğiyle doldurulabilir pillerde elektrot malzemesi olarak kullanılır. Kurşun asitli aküyle karşılaştırıldığında PA pilinin çok hafif olduğu ve yüksek enerji yoğunluğuna sahip olduğu anlaşılmıştır.
İletken polimerleri diğer polimerlerden ayıran en önemli özellik tek ve çift bağlardan oluşan konjuge zincir yapısına sahip olmalarıdır. Uzun konjuge çift bağlı zincirler sayesinde iletkenlik kazanırlar.
İletken Polimer Sentez Yöntemleri
- Kimyasal Polimerizasyon
İletken polimer sentezinde monomer uygun çözücüde çözülür. Katalizör eşliğinde indirgenme aracı kullanılarak polimerleştirilir.
- Elektrokimyasal Polimerizasyon
Destek elektrolik çözeltideki monomer yükseltgenir. Dış potansiyel uygulamasıyla reaktif katyon üretilir. Sonrasında iki yöntem vardır.
Birinci; monomerin radikal katyonu, nötral monomerle dimer oluşturmak için birleşebilir.
İkincisi; iki radikal katyonu birleşerek dimer oluşturabilir. Dimer tekrar yükseltgenir. Elektroaktif polimer oluşması sağlanır.
- Piroliz
Bilinen ilk yöntemdir. Isıtma ile polimerden heteroatomlar (halojenler, oksijen, azot gibi) ayrılmaktadır. Yapıda meydana gelen değişmeler karbon atomları üzerindeki zincir boyunca devam eder. Böylece taşıyıcı yük hareketliliği artar ve serbest radikalleri oluşturarak yük taşıyıcıların sayısınıda arttırır.
- Katalitik Polimerizasyonu
Katalizör olarak, düşük molekül ağırlıklı monomerler, yüksek molekül ağırlıklı bir polimer süresince zincir büyümesi süreci ile oluşturulur. Polimerizasyon katalizörü homojen ya da heterojen bir sistem olabilir.
İletken Polimerlerin Kullanım Alanları
- Antistatik kaplama malzemeleri
- Korozyon inhibitörleri, Transistörler, Sensörler.
- Bilgisayarlar için elektromanyetik koruyucular “Smart Windows” .
- Işik saçan diyotlar(LED, OLED) .
- Alan etkili transistörler (FET)
- Fotovoltaik hücreler, süper kapasitörler
- Cep telefonları ve mini formattaki elektronik ekranlarda .
- Elektrokromik cihazlar, iyon seçici elektrotların yapımında kullanım .
- Radar algılama sistemleri .
- Çok düşük akımlar üretmeleri ve çok uzun ömürlü olmaları nedeniyle kalp pillerinde elektrot olarak kullanılırlar.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder