白川英树,让绝缘塑料也能导电的诺奖得主

人物简介

白川英树(HidekiShirakawa),日本化学家,毕业于东京工业大学,2000年诺贝尔化学奖获得者,其主要贡献为导电高分子的研究。

工作简历

  • 1966-1979日本东京工业大学资源利用研究学会、研究实验室。

  • 1976-1977宾夕法尼亚大学化学系,博士后。

  • 1979-1982筑波大学材料科学学院副教授。

  • 1982-2000筑波大学材料科学学院教授。

  • 1991-1993筑波大学研究生院科学与工程学位委员会主席。

  • 1994-1997筑波大学第三学群教务长。

  • 2000年4月退休,筑波大学退休教授。

  • 2001-2002年日本内阁科技政策理事会成员。

绝缘塑料导电研究之路

1977年,在纽约科学院国际学术会议上,时为东京工业大学助教的白川英树把一个小灯泡连接在一张聚乙炔薄膜上,灯泡马上被点亮了。“绝缘的塑料也能导电!”此举让四座皆惊。塑料向来被认为是绝缘体,因此电线用塑料管当外皮,塑料渗透在我们生活的各个角落……

不能把塑料做成导体吗?白川英树自70年代开始就搞起了这个课题。这一想法是在一次偶然的无意的失败中提出的,却得到了巨大的成功。白川在东工大研究有机半导体时使用了聚乙炔黑粉,一次,研究生错把比正常浓度高出上千倍的催化剂加了进去,结果聚乙炔结成了银色的薄膜。

白川想,这薄膜是什么,其有金属之光泽,是否可导电呢?测定结果这薄膜不是导体。但正是这个偶然给了白川极大的启发,在后来的研究中,他发现在聚乙炔薄膜内加入碘、溴,其电子状态就会发生变化。

正在这时(1976年)艾伦·马克迪尔米德教授说,“很想看看那薄膜”,邀白川到美国开展共同研究,于是就有了诺奖得主3人的合作。合作研究2个月后,薄膜的电导率提高了7位数,测定的指针摆动起来了,于是才有了学术会议上的一幕。

“能搞哪些应用呢?”以IBM为首的世界产业界也一下子骚动起来了。日本通产省及旭化成、东丽、帝人等公司也开始了新材料研究会战。其中钟纺公司开发成功了聚乙炔塑料电池,以其轻而大受到消费者的欢迎,这种电池的需求量在不断扩大。

白川英树等发现的导电性高分子材料推动着世界IT产业的发展,它为薄型轻质电池和手机显示屏的发展开辟了更广阔的前景,未来高分子聚合体电池可应用于电动汽车,高分子电线可深入各个家庭,高分子IC芯片问世将成为可能……

导电聚合物促进电池发展

聚合物电池也称锂聚合物电池(Li-polymer),又称高分子锂电池。它也是锂离子电池的一种,但是与液锂电池(Li-ion)相比具有能量密度高、更小型化、超薄化、轻量化,以及高安全性等多种明显优势,是一种新型电池。在形状上,锂聚合物电池具有超薄化特征,可以配合各种产品的需要,制作成任何形状与容量的电池。

聚合物锂离子电池可分为三类:

(1)固体聚合物电解质锂离子电池。电解质为聚合物与盐的混合物,这种电池在常温下的离子电导率低,适于高温使用;

(2)凝胶聚合物电解质锂离子电池。即在固体聚合物电解质中加入增塑剂等添加剂,从而提高离子电导率,使电池可在常温下使用;

(3)聚合物正极材料的锂离子电池。采用导电聚合物作为正极材料,其比能量是现有锂离子电池的3倍,是最新一代的锂离子电池。

参考来源


导电聚合物在锂离子电池正极上的应用

今日Science:导电聚合物的重大的进步

百度百科

中国科学院官网

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