Химики из Чикагского университета нашли новый тип проводников. Исследование, опубликованное в журнале Nature, объясняет, как создать материал, в котором молекулярные фрагменты перемешаны и не упорядочены, как в пластмассе, но при этом он хорошо проводит электричество.
Исследователи экспериментировали с некоторыми необычными материалами, открытыми несколько лет назад — аморфными координационными полимерами. Они «нанизали» атомы никеля, как жемчужины, на цепочку молекулярных шариков из углерода и серы и начали испытания.
Несмотря на отсутствие упорядоченной структуры, получившийся материал легко и эффективно проводил электричество. Более того, он оказался чрезвычайно стабильным: он успешно выдержал нагревание, воздействие воздуха, влажности, кислой и щелочной среды. Подобные свойства полезны для применения в электронике, считают ученые.
Проводящие материалы абсолютно необходимы для создания всех электроприборов. Наиболее многочисленной группой проводников, которые используются на практике, остаются металлы: медь, золото, алюминий. Около 50 лет назад к ним добавились органические проводники, полученные с помощью легирования. Такие материалы более гибкие и легче поддаются обработке, но разрушаются под воздействием влаги или при слишком высокой температуре.
И у металлов, и у легированной органики есть сходство: они состоят из прямых, плотноупакованных рядов атомов или молекул. Именно это свойство обеспечивает электропроводность: электроны могут легко «проходить» через материал. В новом материале такой структуры нет.
Исследование показало, что проводимость обеспечивается слоями, формирующими материал, как листы в лазанье. Даже если они смещаются вбок и не образуют ровную структуру, электроны все равно могут двигаться горизонтально или вертикально — до тех пор, пока кусочки соприкасаются.
Ученые считают, что их работа открывает путь для совершенно нового направления проектирования и создания проводников, которые сохраняют все преимущества металлов, будут устойчивы к внешним воздействиям и могут быть созданы при комнатной температуре.
