Химики открыли новый материал. Это «пластмасса», которая проводит электричество

Исследователи нашли способ создать материал, который напоминает пластик, но проводит электричество лучше, чем металл.


Химики из Чикагского университета нашли новый тип проводников. Исследование, опубликованное в журнале Nature, объясняет, как создать материал, в котором молекулярные фрагменты перемешаны и не упорядочены, как в пластмассе, но при этом он хорошо проводит электричество.

Исследователи экспериментировали с некоторыми необычными материалами, открытыми несколько лет назад — аморфными координационными полимерами. Они «нанизали» атомы никеля, как жемчужины, на цепочку молекулярных шариков из углерода и серы и начали испытания.

Несмотря на отсутствие упорядоченной структуры, получившийся материал легко и эффективно проводил электричество. Более того, он оказался чрезвычайно стабильным: он успешно выдержал нагревание, воздействие воздуха, влажности, кислой и щелочной среды. Подобные свойства полезны для применения в электронике, считают ученые.

Проводящие материалы абсолютно необходимы для создания всех электроприборов. Наиболее многочисленной группой проводников, которые используются на практике, остаются металлы: медь, золото, алюминий. Около 50 лет назад к ним добавились органические проводники, полученные с помощью легирования. Такие материалы более гибкие и легче поддаются обработке, но разрушаются под воздействием влаги или при слишком высокой температуре.

И у металлов, и у легированной органики есть сходство: они состоят из прямых, плотноупакованных рядов атомов или молекул. Именно это свойство обеспечивает электропроводность: электроны могут легко «проходить» через материал. В новом материале такой структуры нет.

Исследование показало, что проводимость обеспечивается слоями, формирующими материал, как листы в лазанье. Даже если они смещаются вбок и не образуют ровную структуру, электроны все равно могут двигаться горизонтально или вертикально — до тех пор, пока кусочки соприкасаются.

Ученые считают, что их работа открывает путь для совершенно нового направления проектирования и создания проводников, которые сохраняют все преимущества металлов, будут устойчивы к внешним воздействиям и могут быть созданы при комнатной температуре.