Polímeros conductores

POLIMEROS CONDUCTORES
1.- INTRODUCCIÓN: HISTORIA Y DESARROLLO
Hoy en día sabemos que un polímero es un conjunto químico, natural o sintético, que consiste esencialmente en unidades estructurales idénticas repetidas (del griego poli- que significa varios y -meros que significa unidad). Pero ya hace unos setenta y cinco años los químicos trabajaban intensamente en la Química de Polímeros. Hastala producción del poliestireno completamente sintético la producción se basaba en modificaciones de polímeros naturales, como viscosa-rayón o acetato de celulosa. No fue hasta 1935 (con la llegada del nylon-66) cuando la Química de polímeros empezó a cambiar el mundo hasta el punto en que lo hecho; a pesar de que algunas tribus indígenas ya usaban la resina del caucho desde tiempos inmemorialescomo algo similar a un zapato, se untaban los pies con esta resina y al polimerizarse obtenían una preciosa protección para la planta del pie.
Los polímeros se caracterizan en general por ser materiales aislantes, pero desde hace unos treinta años se ha logrado sintetizar polímeros que son buenos conductores de la electricidad, tan buenos que se han denominado metales sintéticos. Los polímerosconductores reúnen las propiedades eléctricas de los metales y las ventajas de los plásticos que tanta expectación despertaron en los años cuarenta. Una vez demostrada la posibilidad de conducir la electricidad de los polímeros la idea se difundió rápidamente.
La conductividad se debe principalmente a la adición de ciertas cantidades de otros productos químicos (dopado), pero también a la presencia dedobles enlaces conjugados que permiten el paso de un flujo de electrones.
En 1977 se sintetizó el primer plástico conductor. En 1981 se fabricó la primera batería con electrodos de plástico conductor. Posteriormente se ha conseguido igualar la conductividad de los polímeros a la del cobre y fabricar la primera batería recargable de plásticos.
El descubrimiento de los polímeros conductoressucedió “por accidente” al intentar sintetizar poliacetileno, un polvo de color oscuro, y en vez de eso se obtuvo una película brillante y plateada similar al papel aluminio. Al repasar los cálculos se dieron cuenta de que la cantidad de catalizador usada era 1000 veces la necesaria. El material fue estudiado, en uno de los estudios se le dopó con yodo y se observó que la conductividad aumentaba más demil millones de veces.
Desde entonces se ha comprobado que más de cien polímeros y derivados son capaces de conducir la corriente eléctrica, algunos incluso sin ser dopados.
2.-CONSTITUCIÓN Y ESTRUCTURA
Los polímeros utilizados como conductores están constituido principalmente por átomos de carbono e hidrógeno, dispuestos en unidades monoméricas repetidas, como cualquier otro polímero. Ademásen general estas unidades suelen llevar algún heteroátomo como nitrógeno o azufre.
Los átomos de C están unidos entre sí por una serie alternativa de enlaces dobles y simples (…=C-C=C-C=C-…), es decir presentan hiperconjugación de enlaces, esta es una característica general de todos los polímeros conductores.
Los polímeros presentan algunas semejanzas estructurales mientras que sus propiedadespueden ser muy diferentes, estas varían con el tipo de monoméro y el método de síntesis.
Los compuestos que más atención ha recibido por sus especiales características son: poliparafenilo, politiofeno, polipirrol y la polianilina. Entre ellos destaca el poliacetileno que presenta la mayor conductividad, una cuarta parte del cobre a igualdad de volumen y el doble que la de éste a igualdad de peso3.- CONDUCTIVIDAD
La conducción de la electricidad se debe al movimiento de electrones (e-), es necesario que los e- se muevan libremente por el material.
En los sólidos conductores los e- se mueven por estados discretos de energía denominados bandas (procedente de la extensión de la Teoría de Orbitales Moleculares a toda la red sólida-crístalina). Sólo son capaces de conducir la electricidad...