“导电橡皮泥”是科学家们对新材料的描述，他们可以创造出看起来像塑料但导电像金属的新材料。为什么它们的导电性如此之好仍然是一个谜，因为这与大部分已知的导电性相悖。研究人员说，事实上，这种弹性导体的惊人能力可能会在电子领域开辟新的方向和技术应用。
导体中最大的一类是金属，如铜、金和铝。然后，大约50年前，导电有机聚合物如聚乙炔进入现场，他们被证明比金属更灵活，更容易加工。然而，导电有机聚合物不如金属稳定，如果暴露在潮湿或过多的热量中，通常会失去其导电性。
金属和导电有机聚合物的导电性都依赖于直线的、紧密排列的原子或分子，电子可以很容易地通过这些原子或分子，就像高速公路上的汽车一样。科学家们此前认为，一种材料必须有这些有序的排列才能很好地导电。
现在，在一项新的研究中，化学家们透露，他们出人意料地开发出了新的导体材料，尽管它们具有无序的结构。”该研究的资深作者、芝加哥大学的化学家约翰·安德森说:“材料高导电性的确切原因仍然是一个谜。”
这些照片显示了黄色LED灯泡接触各种导电材料时的亮度。从左至右依次为导电有机聚合物PEDOT:PSS颗粒;NiTTFtt颗粒;带有金节点的NiTTFtt颗粒;还有一个铜板。弗兰克Wegloski
科学家们用一种名为tetrathiafulvalene tetrathiolate (TTFtt)的富电子硫基分子制成的聚合物进行了实验。由于这些材料难以合成，因此仍有许多不确定因素。最近，研究人员开发了合成这些聚合物的新技术，并开始探索它们的性能。
科学家们创造的聚合物由镍原子和TTFtt分子链组成，排列在一起，就像项链上的珍珠一样。由此产生的材料“是一种粉末，我们可以把它压成颗粒，”安德森说。这种粉末“基本上是黑色的”，但“当它被压成颗粒或磨平时，它会有光泽和彩虹色，有点像金属。”
研究人员发现这种新材料的导电性为120,000每米西门子在室温下。这使得它几乎导电石墨。此外，安德森说，它的最大导电性实际上可能大约是它的三倍。
此外，该材料被证明非常稳定，即使暴露在pH值从0到14的空气、湿度、酸、碱以及高达140°C的温度下也能保持导电。安德森说:“我们认为这对应用程序和可处理性非常重要。”
研究人员猜测，这种材料的高导电性源于它的分层方式，就像千层面中的薄片一样。即使薄片不再形成有序的堆叠，只要薄片重叠，电子仍然可以在其中流动。结果是这种材料可以像粘土一样被捣碎，但仍然导电。
考虑到导体对电子学的根本重要性，科学家们预计一种新型导体可能会开辟新的技术应用。例如，金属通常必须熔化才能形成设备的正确形状，这限制了人们可以用它们制造的东西，因为设备的其他组件必须能够承受高温才能加工这些材料。相比之下，这种新材料可以在室温下制造。此外，在导电有机聚合物可能失效的日常条件下，新导体可能被证明是坚固的。
目前，“我们特别感兴趣的是为不同的应用开发可喷涂或可喷涂的导电油墨，”安德森说。此外，“这些颗粒很脆，但我们现在正在研究制造薄膜，我们可能会把它放在灵活的基材上。”
在未来，研究人员寻求研究类似的聚合物。安德森说，例如，它们可以用铜、钴、钯或铂等其他金属取代镍，或者用其他硫基分子取代TTFtt。“这是一个非常令人兴奋的领域，”他指出。
科学家们详细描述了他们的发现10月26日刊自然．
