آیا می توان تصور کرد که تمام سیستم های مسی انتقال برق و وسایل برقی با یک پلیمر آلی جایگزین شوند؟ قدم بسیار بزرگ برای این هدف توسط Heeger, MacDiarmid و Shirakawa برداشته شد و آن ها جایزه نوبل سال 2000 را دریافت کردند. آن ها پلیمری از اتین(استیلن) سنتز کردند که مانند فلز الکتریسینه را هدایت می کند. این کشف به تغییر اساسی در چگونگی عملکرد پلیمرهای آلی (پلاستیک) منجر گردید. در حقیقت پلاستیک های معمولی برای ایزوله کردن و محافظت از جریان الکتریکی به کار می روند. در ماده ای که هادی الکتریسیته است الکترون ها باید برای حرکت آزاد باشند و در مولکول های آلی این مورد در سیستم های π غیر مستقر صورت می پذیرد و یک الکترون، یا بار منفی و یا بار مثبت می تواند در سیستم π گسترش یابد “جابجا شود” و سیم مولکولی بسازد.
پلی استیلن ساختار پلیمری این گونه دارد ولی هنوز آنقدر سخت و غیرقابل انعطاف است که الکترون ها نمی توانند آزادانه جا به جا شوند و هادی الکتریسیته باشند. برای رسیدن به این هدف، سیستم الکترونی با حذف الکترون (اکسایش) و یا افزایش الکترون (کاهش) فعال می شود که به این عمل doping می گویند. کمبود الکترون (بار مثبت) یا زوج الکترون (بار منفی) در طول زنجیر پلیمر غیر مستقر می شوند. در آزمایش اولیه پلی استیلن به کمک کاتالیست های پلیمریزاسیون عناصر واسطه از استیلن تهیه گردید و با ید dope گردید. این عمل باعث افزایش هدایت الکتریکی بسیار جالب 10 میلیون برابر گردید. در سال های بعد با پیشرفت و توسعه به 10 به توان 11 برابر رسید که عملا “مس آلی” است.
فویل پلی استیلن ساخته شده بوسیله پلیمریزاسیون گاز استیلن که برای روی دیواره ظرف واکنش تشکیل شده است.
این فویل سفید و سیاه، براق و قابل انعطاف می باشد
به دلیل حساسیت به هوا و بخار آب (رطوبت) کاربرد پلی استیلن مشکل و محدود است. لذا با استفاده از ایده سیستم های π توسعه یافته برای هدایت الکتریسته بسیاری از مواد دیگر تهیه شدند. بسیاری از آن ها دارای سیستم 6π الکترون حلقوی (مانند بنزن) پیرول و تیوفن هستند.
پلیمرهای هادی الکتریسیته و کاربردهای آن ها
علاوه بر کاربدهای فوق، پلیمرهای هادی با برانگیخته شدن در میدان الکتریکی نورانی می شوند، پدیده ای که electroluminescence نامیده می شود و کاربردهای زیادی در دیودهای منتشر کننده نور (LED) دارند. به عبارت ساده تر این مواد را می توان لامپ آلی منور دانست . LED ها در چراغ های راهنمایی و علائم خبر دهنده و تلویزیون های مسطح به کار می روند. نظر به اینکه پلیمرهای آلی را می توان به شکلی قالب ریزی نمود تصور لوازم منزل، لباس و کاغذ دیواری نورانی دور از ذهن نیست. این مواد آینده ای روشن دارند.