Чтобы полимер мог проводить электричество - его молекула должна состоять из атомов углерода, соединенных по очереди одинарными и двойными химическими связями. Еще в ней должны быть так называемые "потенциально заряженные группы". Если внедрить в такую молекулу функциональную группу, легко "отдающую" электрон, то в полимерном материале будут образо-вываться многочисленные свободные носители электрического заряда. Полимер становится проводящим: электрический ток течет через него также легко, как через традиционно используемые для этих целей металлы.
Проводящие полимеры, полученные Хидеки Ширакавой на основе полиацетилена, имели удельную проводимость порядка 0,001--0,01 См/м, что приблизительно соответствует полупроводникам. В дальнейшем были синтезированы материалы с уровнем удельной проводимости 10000 См/м, которые уже можно условно назвать "плохими" проводниками.

Новые материалы подразделяют на виды:

1. Твердые полимерные электролиты (полимеры с ионной проводимостью).
2. Полимеры с электронной проводимостью.

· Редокс-полимеры - соединения, где перенос электрона происходит в основном благодаря процессу окислительно-восстановительных реакций между соседними фрагментами полимерной цепи.
· "Проводящие полимеры", или органические металлы, то есть полимеры, проводимость которых по механизму близка к электропроводности металлов.

Поговорим подробней о полимерах с электронной проводимостью.

Редокс-полимеры

Редокс-полимеры, так называемые металлокомплексные соединения, получают в основном в процессе электро-химической полимеризации исходных мономерных комплексных соединений (и плоскоквадратной, и октаэдрической конфигурации).
Значительный минус редокс-полимеров в том, что их проводимость намного ниже, чем у органических металлов. Объясняется это рядом факторов, в том числе ограниченностью скоростей редокс-реакций. Впрочем, этот минус окупается заметными плюсами.
В числе достоинств редокс-полимеров следующие моменты:
o эти материалы имеют большие возможности (в сравнении с органическими соединениями) для управления их свойствами за счет варьирования природы (электронной структуры) металлического центра. Таким образом, появляются новые возможности для управления оптическими свойствами полимеров с помощью электрического управляющего сигнала;
o ряд редокс-полимеров - аналоги незаменимых природных ферментов - биокатализаторов, например, пероксидазы и оксигеназы. Возможно, что это свойство даст ученым возможность создавать новые полимерные электро-каталитические системы, которые будут характеризоваться высокой степенью эффективности и селективности.

Проводящие полимеры

Первый синтезиро-ванный полиацетилен оказался непригодным для последующей переработки и был нестабилен на воздухе, поэтому интерес ученых обратился полимерам с внутренней проводимостью, таким как поли(п-фенилен), полипиррол, политиофен и полианилин, и их производным. Они показывали подобное поведение, но во многих случаях были стабильными, и их можно было перерабатывать, комбинировать с другими полимерными материалами для получения соединения с требуемой проводимостью. Полимерные материалы с внутренней проводимостью можно использовать в самых разнообразных модификациях - как волокна, пленки, в порошкообразном виде.
Несколько иной способ получения проводящих полимеров, - электрохимическое окисление мономеров на поверхности инертного электрода.
В 1980 году Артом Диасом (IBM) был получен полипиррол. Он подвергался электрохимическому окислению в ацетонитрильном растворе, в который добавляли перхлорат тетрабутиламмония с целью сделать его электропроводящим).
Интересно, что проводящий полимер можно вернуть в исконное непроводящее состояние. Для этого достаточно лишь поменять потенциал электрода. Специалисты называют проводящее состояние "окисленным", а непроводящее - "восстановленным". Переход из первого во второе осуществляется с выходом зарядкомпенсирующих противоионов из полимера в раствор электролита, в котором проводится процесс. При обратном процессе - они, напротив, переходят из раствора в полимер.