Les polymères conducteurs
Le 10/06/2007 à 11h02
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Question d'origine :
Bonjour,
J'ai eu l'occasion de regarder une émission très intéressante hier sur les poylymères conducteurs cependant certaines de mes interrogations suscitées par le reportage demeurent sans réponses et c'est pourquoi je fait appel à vous.
Comment explique-t-on la grande variabilité des propriétés conductrices des différents polymères? Quels sont les moyens les plus fréquents et les plus simples de les synthétiser? Enfin quelles sont les limites de ces composés notemment sur le plan chimique? Sans soute existe-t-il des liens utiles et des ouvrages sur le sujet mais je n'en ai pas la connaissance.
Merci d'avance pour votre réponse.
Réponse du Guichet
bml_sci
- Département : Sciences et Techniques
Le 11/06/2007 à 12h55
L'ouvrage Introduction aux matériaux polymères aborde la question des propriétés électriques des polymères :
Pour conduire l'électricité un matériau doit disposer de charges (ions ou électrons) mobiles. Dans les polymères les électrons ne sont pas libres car ils participent aux liaisons covalentes et quelle que soit l'énergie fournie on ne peut pas rendre des électrons disponibles pour la conduction. En général, les polymères purs sont des isolants (sauf certains polymères comme le polyacétylène) ...
Cependant il existe des comportements spécifiques qui sont décrits dans l'ouvrage : Introduction à la physique des polymères
Si la plupart des polymères sont utilisés pour des fonctions d'isolation diélectrique, certains polymères ont des applications fonctionnelles comme par exemple la piézo et pyroélectricité, la photoconduction, la semiconduction.
Les polymères conducteurs électriques :
Une molécule formant une longue chaîne ne comportant que des liaisons saturées ne présente pas de conduction électronique dans les conditions normales. La situation est tout à fait différente pour des molécules dites conjuguées (alternance de liaisons simples et doubles). Un cas simple est celui de la molécule de benzène où les électrons (pi) sont délocalisés sur la séquence des 6 carbones, créant ainsi une "superorbitale". Ce nuage d'électrons délocalisés peut créer des boules de courant induits à l'origine de la susceptibilité magnétique des composés aromatiques.
Les polymères constitués de chaînes à liaisons conjuguées sont le polyacétylène, des polyaromatiques et polyhétérocycliques.
Ces molécules à l'état neutre sont semi-conductrices....
Les polymères conducteurs électronqiues posent souvent des problèmes de stabilité vis à vis de l'atmosphère et généralement ne sont pas solubles. Par exemple, le polypyrrole est stable à l'état dopé alors qu'il est instable à l'état neutre.
Vous pouvez également consulter l'article Polymère conducteur de Wikipédia
Le plupart des polymères organiques produits sont d'excellents isolants électriques. Les polymères conducteurs, presque toujours organiques, possèdent des liens délocalisés (souvent dans un groupe aromatique) qui forme une structure similaire à celle du silicium. Quand on applique une tension entre les deux bandes, la conductivité électrique augmente : c'est un transistor. Presque tous les polymères conducteurs connus sont des semi-conducteurs grâce à leur structure en bandes, alors que les polymères à pas zéro se comportent comme les métaux, en conducteurs. La principale différence entre les polymères conducteurs et les semiconducteurs inorganiques est la mobilité des électrons, jusqu'à récemment bien inférieure au sein des polymères conducteurs - un fossé que la science ne cesse de réduire. Outre leurs intérêts en chimie fondamentale, ces recherches ont donné naissance à de nombreuses applications récentes, comme les diodes électroluminescentes, de nombreux écrans vidéo, de nouveaux marquages de produits dans les supermarchés, des traitements de pellicules photographiques, etc.
Les plastiques conducteurs ont un grand avenir dans les technologies de l'information
La base de données des Techniques de l'ingénieur consultable en ligne dans les bibliothèques de Lyon apporte des explicaitons très détaillées.
Alan G. MacDiarmid , 1927- a reçu le prix nobel de chimie en 2000 pour la découverte et le développement des polymères conducteurs"
( avec Alan J. Heeger et Hideki Shirakawa )
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