POLIMEROS QUE CONDUCEN ELECTRICIDAD

POLIMEROS QUE CONDUCEN ELECTRICIDAD

ÍNDICE

1. RESUMEN                                                                                3                                                                                

1. INTRODUCCIÓN                                                                        4                                                                

1. POLÍMEROS  Y CORRIENTE ELECTRICA                                                 6

1. DEFINICION Y ESCTRUCTURAS DE LOS POLÍMEROS                                 6                        
2. CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES DE LOS POLIMEROS                                8        

1.  Estructura física                                                                9        
2.  Efecto de la temperatura en el polímero                                        10
3.  Estabilidad                                                                11
4.  Procesabilidad                                                                12

1. HIBRIDACIÓN MOLECULAR DE LOS POLÍMEROS CONDUCTORES                        13        
2. CORRIENTE ELECTRICA                                                                15                                                

1. CONDUCCION Y POLÍMEROS QUE CODUCEN ELECTRICIDAD                                17                                        

1. MECANISMO DE CONDUCCION Y POLIMEROS CONDUCTORES                        17
2. DOPING EN POLIMEROS CONDUCTORES                                        19
3. SINTESIS DE LOS POLIMEROS CONDUCTORES                                        23

1. APLICACIONES Y SU ALCANCE EN LA CIENCIA –         

AVANCES Y ULTIMAS INVESTIGACIONES                                                24                                

1. CONCLUSIONES                                                                        37

1. RECOMENDACIONES                                                                38                                                                
2. REFERENCIAS                                                                        39

1. BIBLIOGRAFÍA                                                                        40                                                

1. RESUMEN

La variedad de usos que se les ha dado a los plásticos es la principal fuerza impulsora detrás de la mayoría de investigación que tratan de ajustar diseños de plásticos para su aplicación en la industria electrónica, pero no es sólo para éste uso tradicional para lo cual se investigan éstos polímeros, sino; para su uso en nanotecnología mediante un método relativamente nuevo llamado polimerización en microemulsión ya que existe un potencial para ser utilizados industrialmente, en medicina en la creación de musculatura artificial para pacientes y deportistas, farmacia en para administrar sustancias de forma controlada donde es fisiológicamente requerida, ya que de lo contrario podrían provocar problemas de toxicidad e ineficiencia,  y en otras aplicaciones biológicas como biosensores para la detección de enfermedades.   Son relativamente baratos de producir tanto a escala de laboratorio como a escala industrial, con potenciales aplicaciones en casi tantos campos como los que abarcan los plásticos aislantes.

Todas estas propiedades inéditas e inherentes de las complejas arquitecturas poliméricas logran ser muy atractivas para muchos científicos e industriales que buscan generar nuevas aplicaciones y productos para el desarrollo del mundo.

1. INTRODUCCIÓN

Durante varias décadas atrás los polímeros conductores han sido observados como una “barrera difícil de traspasar”, sin embargo la investigación ha logrado adelantos increíbles desarrollando posibles materiales para aplicaciones tecnológicas en esta área1. La importancia de realizar estos polímeros se debe gracias al Premio Nobel de química Macdiarmid, heeger y Shirakawa. El mecanismo de síntesis, la funcionalidad y el mecanismo de transporte de corriente eléctrica han sido punto de interés académico y científico actualmente.

Hasta hace aproximadamente 30 años todos los polímeros basados en carbón eran considerados como aisladores. La idea de que los plásticos podrían ser hechos para conducir la electricidad, como se habría considerado, era absurda. Los plásticos nunca habían sido utilizados ampliamente por la industria electrónica más que como embalaje inactivo o material aislante. Esta perspectiva muy estrecha cambio rápidamente gracias a una nueva clase de polímero conocido como polímero intrínsecamente conductor o polímeros electroactivo. 1, 2

Aunque los estudios de esta clase se iniciaron en la época de los 30’s o 50’s, ya se predijo que su uso era potencialmente significante. En los años 60 las prioridades de investigación en el Laboratorio de investigación de Plásticos de BASF en Ludwigshafen, Alemania estaba centrada en desarrollar nuevas propiedades estructurales de polímeros hechos por unión (coupling) oxidativa. El cloruro de cobre y el cloruro de aluminio fueron usados para hacer oligobenzenos a partir del benceno. 2

Esta reacción fue ampliada para desarrollar otros compuestos aromáticos y heterociclos. Estos productos de reacción fueron caracterizados en términos de poder termoeléctrico y conductividad. Por ejemplo en la Fig.1 se muestran las conductividades relativas para algunos polímeros sintetizados.

[pic 1]

Fig. 1. Escala logarítmica de conductividad de metales y algunos polímeros

Desde entonces ha sido encontrado aproximadamente una docena de polímeros diferentes y derivados de polímeros que sufren esta transición cuando reaccionan (doped) con un agente de oxidación débil o reductor.

Concentrémonos un instante en la  polianilina (polyaniline). Este es un polímero extensivamente estudiado debido a su alta conductividad eléctrica, propiedades oxidativas, estabilidad ambiental y facilidad de preparación etc. Una frase citada y a la vez sorprendente por el catedrático A.G. MacDiarmid dice: " hay tantos tipos diferentes de polianilina como científicos que lo sintetiza". Por lo tanto el camino de síntesis decide la conductividad del polímero, estructura química, el mecanismo de polimerización y la facilidad de acoplamiento (attachment) y desacoplamiento (detachment)  de diferentes grupos funcionales.2

El presente trabajo conducirá a la comprensión de los mecanismos de almacenamiento de carga (charge storage) y la transferencia de carga (charge Transfer) del sistema. Se conocerá por ejemplo la importancia del estado sumamente conjugado electrónico y los problemas principales con el empleo de estos sistemas, la funcionalidad y la estabilidad. Se explicaran también algunas de las aplicaciones de la tecnología para crear biosensores, sensores de gas, electrocrómicos, protección electromagnética, emisores de luz y las aplicaciones fotovoltaicas.2  Polímeros conductores que están compuestos por diferentes subtipos, por ejemplo, el politiofeno, polypyrole, polyparaphenylene, etc. El origen de polímeros conjugados inestables en el aire e incapaces de poder ser útiles y el avance de la investigación para desarrollar polímeros conductores estables y con atributos de uso aceptables.3

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