超導(dǎo)高分子聚合物的研究進(jìn)展53276

1、超導(dǎo)高分子聚合物的研究進(jìn)展超導(dǎo)高分子聚合物的研究進(jìn)展5327653276超導(dǎo)高分子聚合物的研究進(jìn)展.txt愛(ài)人是路，朋友是樹(shù)，人生只有一條路，一條路上多棵樹(shù)，有錢的時(shí)候莫忘路，缺錢的時(shí)候靠靠樹(shù)，幸福的時(shí)候別迷路，休息的時(shí)候靠靠樹(shù)！摘要：本文介紹了超導(dǎo)和導(dǎo)電高分子材料簡(jiǎn)要發(fā)展，對(duì)超導(dǎo)和高分子材料兩個(gè)學(xué)科的交叉前景做了展望，并對(duì)有機(jī)高分子超導(dǎo)聚合物的可能性做了一個(gè)初步的展望。關(guān)鍵詞：超導(dǎo)、導(dǎo)電高分子、有機(jī)、研究、發(fā)展一、超導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)1911年

2、，荷蘭科學(xué)家Onnes意外地發(fā)現(xiàn)，將汞冷卻到268.98C時(shí)，汞的電阻突然消失[1]；后來(lái)他又發(fā)現(xiàn)許多金屬和合金都具有與上述汞相類似的低溫下失去電阻的特性。導(dǎo)體的直流電阻率在一定的低溫下突然消失，被稱作零電阻效應(yīng)此時(shí)的導(dǎo)體變?yōu)椤俺瑢?dǎo)體”。這一發(fā)現(xiàn)引起了世界范圍內(nèi)的震動(dòng)，他也因此獲得1913年諾貝爾獎(jiǎng)物理學(xué)獎(jiǎng)。超導(dǎo)體沒(méi)有電阻，電流流經(jīng)超導(dǎo)體時(shí)就不發(fā)生熱損耗，電流可以毫無(wú)阻力地在導(dǎo)線中形成強(qiáng)大的電流而無(wú)損耗，也可以產(chǎn)生超強(qiáng)磁場(chǎng)。超導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)不

3、僅有極大理論價(jià)值，而且展現(xiàn)了極好的應(yīng)用前景。超導(dǎo)的神奇性，以及其表現(xiàn)出的誘人的前景吸引了世界各地的眾多科學(xué)家投身于超導(dǎo)的研究，1957年美國(guó)科學(xué)家Bardeen、Cooper、Schrieffer三人密切合作，在前人研究的基礎(chǔ)上，成功的提出了第一個(gè)超導(dǎo)微觀理論，并以他們?nèi)嗣值牡谝粋€(gè)字母命名為BCS理論[2]，BCS理論可以比較好的解釋一些超導(dǎo)現(xiàn)象，對(duì)超導(dǎo)的發(fā)展起到了相當(dāng)?shù)拇龠M(jìn)作用，他們?nèi)艘惨虼双@得1972年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，但他們的

4、理論在無(wú)法更好的解釋高溫超導(dǎo)。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，目前超導(dǎo)材料也從純的金屬擴(kuò)大到合金、陶瓷和有機(jī)物，特別是陶瓷超導(dǎo)體是目前高溫超導(dǎo)研究的熱點(diǎn)。1986年瑞士科學(xué)家Bednz三、有機(jī)超導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)法國(guó)科學(xué)家Jerome于1980年發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)有機(jī)超導(dǎo)體[7]，以四甲基四硒富瓦烯（TMTsF）為基礎(chǔ)的化合物，其分子結(jié)構(gòu)是(TMTSF)2PF6，該材料在12kbar的壓力下，超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度Tc為0.9K。1991年美國(guó)科學(xué)家Hebard發(fā)現(xiàn)了K3C60

5、，這是布基球C60的一種鉀鹽，其轉(zhuǎn)變溫度為19K[9]。后來(lái)，科學(xué)家們又研究了多種C60和類似結(jié)構(gòu)碳材料的超導(dǎo)性能，這類超導(dǎo)體屬于三維結(jié)構(gòu)，是一種很有前途的有機(jī)超導(dǎo)體。以往的超導(dǎo)體都是金屬材料，金屬材料中含有自由的電子，容易形成電流。有機(jī)材料通過(guò)共價(jià)鏈連接，電子受束縛，因此不易形成電流，成為超導(dǎo)體更不容易。有機(jī)超導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)，為超導(dǎo)材料的發(fā)展提供了新的思路。但目前發(fā)現(xiàn)這些有機(jī)超導(dǎo)都是小分子材料，小分子材料在加工性能不是太好，其研究和未來(lái)可能

6、的應(yīng)用必然會(huì)受到限制。四、導(dǎo)電高分子的發(fā)明1976年，白川英樹(shù)、Heeger和MacDiar研究發(fā)現(xiàn)，聚乙炔經(jīng)過(guò)攙雜后可從絕緣體變?yōu)殂~一樣的導(dǎo)體[11]。導(dǎo)電高分子材料的出現(xiàn)，從此開(kāi)創(chuàng)了高分子領(lǐng)域一個(gè)新的天地，他們?nèi)艘惨虼双@得了2000年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，導(dǎo)電高分子材料已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室逐漸走向?qū)嵱谩?dǎo)電高分子材料也從最初的聚乙炔發(fā)展到聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙烯咔唑、聚對(duì)苯乙烯、C60聚合物復(fù)合體系等數(shù)十種高分子化合物。