偶获机缘

导电聚合物的最初“问世”，说起来颇富戏剧性——源于一次偶然的无意失误。

20世纪70年代中期，白川英树还只是日本东京工业大学的一名助教。这位东工大毕业的博士当时正带领几位研究生，从事有机半导体材料的开发研究。有一次，在进行聚乙炔合成实验时，一位研究生粗心大意，错把比正常浓度高出上千倍的催化剂加入了反应釜。结果，原本应是黑粉状的聚乙炔，在反应容器内生成了一种漂亮的银色薄膜。

白川英树对此感到既惊讶，又好奇。他想，这薄膜是什么？其有金属光泽，是否可以导电呢？测定结果这薄膜不是导体。但正是这个偶然得到的产物，给了白川英树极大的启发。他决定抓住这个课题，进行深入探讨。在后来的研究中，他发现聚乙炔有顺式和反式两种不同的同分异构体，在不同的温度和不同浓度催化剂的条件下所进行的反应中，反应器内生成顺式或反式两种产物的比例不同。由反式聚乙炔组成的薄膜呈银白色，由顺式聚乙炔组成的薄膜呈紫铜色。这种通过变化温度和催化剂浓度来控制组成的方法后来成为制备导电聚合物的决定因素。他还发现在聚乙炔薄膜内加入碘、溴，其电子状态就会发生变化。

与此同时，在太平洋的彼岸，美国化学家艾伦·马克迪尔米德和物理学家艾伦·黑格也在进行着同一类型的研究，他们正在试验用无机聚合物氮化硫合成类似金属的薄膜。

年，在日本东京的一个学术研讨会上，白川英树与马克迪尔米德在会议的咖啡休息时间里，很偶然地聚到了一起，马克迪尔米德饶有兴趣地听白川英树介绍了他发现的由有机聚合物形成的闪光薄膜，当即邀他赴美开展共同研究，白川英树愉快地接受了邀请。

崭露头角

白川英树来到美国费城宾夕法尼亚大学，与马克迪尔米德一起，对重新排列聚乙炔分子结构进行试验，并着手利用无机半导体掺杂的办法，通过碘蒸气氧化改良聚乙炔，将碘掺杂到聚乙炔薄膜中。合作研究进展迅速，几个月后，一种新型薄膜被合成出来。马克迪尔米德请黑格来检测其物理性质。黑格让他的一个学生测量这种薄膜的导电性。测量结果令人振奋，这个掺杂了碘的反式聚乙炔薄膜的电导率，比原来的薄膜增加了上千万倍！

年夏天，马克迪尔米德与两位合作者一起，将他们的科学发现写成题为“合成导电的有机高分子：聚乙炔的卤素衍生物”研究论文，发表在世界著名的化学期刊——英国皇家学会出版的《化学会志》上。在同年于美国纽约科学院举行的国际学术会议上，白川英树进行了当众演示。他把一个小灯泡和一个电流计连接在一张新型的聚乙炔薄膜上，开关一打开，电表的指针摆动起来，灯泡也马上被点亮了。“绝缘的塑料也能导电！”此举让四座皆惊。有人评价说，这是科学史上十分罕见的、科学家可以自信地宣布“我发现了”的伟大时刻之一。

年10月10日，瑞典皇家科学院宣布：将当年的诺贝尔化学奖授予美国加利福利亚大学圣巴巴拉分校教授艾伦·黑格、美国宾夕法尼亚大学教授艾伦·马克迪尔米德和日本竹波大学教授白川英树，以表彰他们在导电聚合物领域内所作出的卓越贡献。

导电“奥秘”

聚合物或称高分子化合物，是由碳、氢、氧、氮等元素组成的有机化合物。之所以称为高分子，是因为它的分子量高。高分子量对化合物性质的影响就是使它具有了一定的强度，从而可以作为材料使用。因为高分子化合物一般具有长链结构，每个分子都好象一条长长的线，许多分子纠集在一起，就成了一个扯不开的线团，这就是高分子化合物具有较高强度，可以作为结构材料使用的根本原因。

根据高分子的用途和性质，主要分为橡胶、纤维与塑料三大类。它们一般是绝缘体，电阻很大，导电性很差，所以大多数电器用品，如插头、插座等，都用它们来作绝缘材料，人们常见的电线，中间是铜导线，外面包裹着的就是塑料绝缘层。但三位诺贝尔化学奖得主的成果，却向人们习以为常的“观念”提出了挑战。他们经过研究发现，通过特殊改造之后，塑料能够表现得像金属一样，产生导电性。

使聚合物导电的原理是什么呢？通俗地说，聚合物要能够导电，其内部的碳原子之间必须交替地由单键和双键连接，同时还必须经过掺杂处理——也就是说，通过氧化或还原反应移去或导入电子。通常是加入“掺杂剂”，如钠、钾或碘、溴等，通过形成电荷转移络合物而提高其导电性。导电聚合物实现了从绝缘体到半导体、再到导体的变化，是所有物质中能够完成这种形态变化跨度最大的，正是这些特性使导电聚合物具有了许多优异的应用性能。

70年代末，导电聚合物的发现者之一黑格教授用其发明了一种可以弯曲、很薄的电子器件——发光二极管，迈出了导电聚合物实用化的第一步。之后，以美国IBM公司为首的世界产业界也以浓厚的兴趣，投入了导电聚合物的应用开发，日本通产省以及旭化成、东丽、帝人等公司也开始了此类新材料的研究会战。其中，钟纺公司开发成功的聚乙炔塑料电池已进入市场。这种硬币大小的电池可多次重复充电使用，体积小巧而工作寿命长，颇受消费者的欢迎。

前程似锦

具有金属导电性质的聚合物的出现，引起了科技界的极大

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