導電性ポリマー

導電性ポリマー

出典: Wikipedia
一般小学生

まとめ

導電性ポリマー
炭素原子の二重結合と単結合が交互に並ぶ共役系を持ち、ドーピングによって金属のように電気を通す性質を持たせた高分子化合物

解説

プラスチックは通常、電気を通さない絶縁体として知られていますが、導電性ポリマーは金属と同じように電気を流すことができます。この性質は、分子構造の中に「共役二重結合」という、単結合と二重結合が交互に並ぶ構造を持つことで実現されます。この構造だけでは不十分ですが、ここにヨウ素などの不純物(ドーパント)を微量に加える「ドーピング」を行うことで、電子や正孔が自由に動けるようになり、導電性が発現します。

この画期的な発見は、日本の白川英樹博士らによってなされ、2000年のノーベル化学賞を受賞しました。従来の金属材料に比べて「軽い」「錆びない」「加工がしやすい」といったプラスチック特有のメリットを維持しながら、電気的特性を制御できるため、現代の電子機器において極めて重要な役割を担っています。

コラム

具体的な用途としては、スマートフォンのタッチパネルに使われる透明電極や、有機ELディスプレイの発光層、さらにはリチウムイオン電池の電極材料などが挙げられます。また、導電性高分子コンデンサなどの電子部品にも広く利用されており、電子機器の小型化や高性能化に大きく貢献しています。近年では、ウェアラブルデバイスや柔軟な太陽電池など、次世代の「フレキシブルエレクトロニクス」を実現する鍵となる材料としても期待されています。

小学生のみなさんへ

プラスチックはふつう、電気を通さない絶縁体(ぜつえんたい)として知られていますが、この「導電性ポリマー」は、金属のように電気を流すことができる特別なプラスチックです。日本の白川英樹(しらかわ ひでき)先生が発見し、世界で一番すごい「ノーベル賞」をもらいました。スマートフォンの画面や、電池の中など、みんなの身のまわりにある便利な機械の中でたくさん使われています。

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