Γιατί τα μικρά μόρια και τα πολυμερή δεν διεξάγουν ηλεκτρική ενέργεια;
Μικρά μόρια:
* Τα περισσότερα μικρά μόρια είναι πράγματι μονωτήρες: Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι δεν διαθέτουν ελεύθερα ηλεκτρόνια ή ιόντα που μπορούν να φέρουν ηλεκτρικό φορτίο.
* Εξαιρέσεις υπάρχουν: Ορισμένα μικρά μόρια μπορούν να είναι καλοί αγωγοί υπό συγκεκριμένες συνθήκες:
* Electrolytes: Μόρια που διαχωρίζονται σε ιόντα σε διάλυμα, επιτρέποντας την ιοντική αγωγιμότητα. Για παράδειγμα, το αλάτι (NaCl) που διαλύεται σε νερό διεξάγει ηλεκτρική ενέργεια.
* Οργανικοί αγωγοί: Ορισμένα οργανικά μόρια με συζευγμένα συστήματα ΡΙ (εναλλασσόμενα μεμονωμένα και διπλά δεσμούς) μπορούν να παρουσιάσουν αγωγιμότητα. Αυτά χρησιμοποιούνται συνήθως σε εξειδικευμένες εφαρμογές όπως τα οργανικά ηλεκτρονικά.
πολυμερή:
* Τα περισσότερα πολυμερή είναι μονωτήρες: Όπως τα μικρά μόρια, τα πολυμερή συνήθως στερούνται μεταφορέων ελεύθερης χρέωσης. Η δομή τους διαθέτει συχνά ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς μέσα στο μόριο, καθιστώντας δύσκολο τα ηλεκτρόνια να κινούνται ελεύθερα.
* Εξαιρέσεις υπάρχουν: Ορισμένα πολυμερή έχουν σχεδιαστεί για τη διεξαγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, συχνά μέσω:
* Doping: Προσθέτοντας ακαθαρσίες στην αλυσίδα πολυμερούς για την εισαγωγή δωρεάν ηλεκτρονίων ή οπών, επιτρέποντας τη μεταφορά φορτίου.
* Σύζυγος: Εισαγωγή συζευγμένων συστημάτων PI εντός της ραχοκοκαλιάς του πολυμερούς, παρόμοια με τους οργανικούς αγωγούς.
* Ποδηλατικά πληρωτικά: Ενσωματώνοντας αγώγιμα υλικά όπως νανοσωλήνες άνθρακα ή γραφένιο στη μήτρα πολυμερούς.
Key Takeaway:
Ενώ πολλά μικρά μόρια και πολυμερή είναι μονωτήρες, υπάρχουν συγκεκριμένες περιπτώσεις όπου μπορούν να γίνουν αγώγιμες μέσω διαφορετικών στρατηγικών. Είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι η ηλεκτρική αγωγιμότητα ενός υλικού εξαρτάται από τη συγκεκριμένη μοριακή δομή, τη σύνθεση και τις συνθήκες.
