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Proviamo a vedere qualche cosetta sulla conucibilità, per capire il perche da cavo a cavo........... la cosa cambia 
La conduttività dei metalli è stata già discussa in termini di teoria delle bande. E’ stato anche già visto che, nei solidi contenenti metalli di transizione come gli ossidi, la sovrapposizione degli orbitali genera bande di livelli energetici per gli elettroni d; se le sovrapposizioni e il numero di elettroni d lo consentono, si può avere conduzione metallica (es. in TiO). Esistono però altre classi di conduttori metallici non convenzionali.
La classe dei complessi organici a trasferimento di carica è già stata descritta: si tratta di specie altamente conduttrici, definite talora ‘metalli sintetici’, che possono diventare superconduttori a basse temperature.
Una seconda classe di conduttori organici è rappresentata dai polimeri insaturi coniugati.
La possibilità di preparare polimeri conduttori di elettricità (metalli organici) è certamente affascinante. Tali materiali possono infatti combinare l’alta conduttività normalmente riservata ai metalli con le proprietà meccaniche dei polimeri, come la flessibilità e la possibiltà di fabbricarli in forma di film sottili. Molte ricerche sono state condotte su tali materiali negli ultimi anni, ma, per problemi di instabilità atmosferica e di degradazione, non hanno avuto ancora applicazioni commerciali.
Poliacetilene drogato. I solidi organici sono normarmente isolanti perchè gli elettroni non possono muoversi liberamente nelle molecole. Fanno eccezione i sistemi coniugati con uno scheletro di doppi e singoli legami C-C alternati, come nella grafite. Polimeri come il polietilene, d’altra parte, sono isolanti, perchè, benchè il precursore, l’etilene, contiene un doppio legame C-C, il polimero è saturo e contiene solo legami singoli (Figura)
Un polimero, invece, potenzialmente utilizzabile come conduttore è il poliacetilene. Il precursore acetilene contiene un triplo legame C-C, e il poliacetilene presenta legami singoli e doppi alternati. Di fatto, il poliacetilene ha una modesta conduttività elettrica, 10-9 ohm-1 cm-1 (forma cis) fino a 10-5 ohm-1 cm-1 (forma trans), confrontabile con quella di semiconduttori come Si puro.
I valori di conduttività sono assai bassi perchè il sistema p non è completamente delocalizzato nel poliacetilene. Bisogna infatti ricordarsi di quanto detto a proposito dei metalli monodimensionali e del teorema di Peierls. Il polimero presenta un gap di banda di 1.9 eV.
Una scoperta importante, di MacDiarmid, Heeger e collaboratori (1980), fu che drogando il polimero con opportuni composti inorganici, la conducibilità cresce in modo drammatico. Si può drogare il polimero sia chimicamente che elettrochimicamente, per produrre materiali di tipo-p o di tipo-n.
Con droganti come: (a) Br2, SbF5, WF6 e H2SO4, che agiscono tutti da elettron accettori a dare, per esempio, (CH)nd+Brd-; e (b) metalli alcalini, che agiscono come elettron donatori, si ottengono conducibilità fino a 103 ohm-1 cm-1 nel trans-poliacetilene.
Questi valori sono tipici dei metalli, e quindi i materiali furono chiamati ‘metalli sintetici’.
La conducibilità cresce rapidamente all’aggiunta del drogante (Figura a lato) e si verifica una transizione semiconduttore-conduttore con quantità da 1 a 5 mol%.
Il poliacetilene viene preparato per polimerizzazione catalitica dell’acetilene in assenza di ossigeno. Si può usare un catalizzatore di Ziegler-Natta, costituito da una miscela di Al(CH2CH3)3 e Ti(OC4H9)4. In un metodo l’acetilene viene fatta gorgogliare attraverso una soluzione del catalizzatore e precipita poliacetilene. In un altro l’acetilene è introdotta in un tubo la cui parete interna è ricoperta da un sottile strato del catalizzatore; si forma uno strato di poliacetilene sulla superficie del catalizzatore stesso. Si desidera in genere ottenere la forma trans, per la sua maggiore conducibilità. Questa può essere preparata direttamente operando a 100 °C, o per riscaldamento della forma cis, che si modifica rapidamente nella trans per riscaldamento a ca. 150 °C. Si può drogare il materiale per esposizione all’agente gassoso o liquido.
Non è ancora ben chiara la struttura elettronica dei film di poliacetilene, specialmente per quanto riguarda il meccanismo di trasferimento di elettroni tra le catene. I film hanno una morfologia complessa con le catene che si ripiegano su se stesse a dare entità piatte, che si sovrappongono formando le fibre.
Il modello a bande porta a ritenere che lo scheletro rimanga sostanzialmente inalterato per bassi livelli di drogaggio e che la densità elettronica continui ad essere distribuita in modo uniforme sugli atomi del solido.
Di fatto, il drogaggio crea l’analogo allo stato solido di in carbocatione o carbanione. Il carbanione (sistema di tipo-n) è illustrato in Figura, dove si vede come la normale alternanza di legami singoli è doppi venga messa fuori fase.
Il sito carbanionico è considerato un separatore di domini, perchè separa due regioni della catena rispetto ad esso speculari (L e R). I fisici definiscono questa unità un solitone; vi è evidenza che la distorsione associata al solitone non sia così fortemente localizzata ma si possa estendere su un arco dell’ordine di 15 atomi della catena.
Il trasporto di carica sarebbe associato col movimento del solitone lungo la catena. In pratica però la conducibilità è limitata dai trasferimenti di cariche tra catene, che restano ancora oscuri.
Il poliacetilene conduttore ha una varietà di potenziali applicazioni. Il materiale molto drogato potrebbe essere impiegato al posto dei metalli per applicazioni elettriche. Se poco drogato potrebbe avere impiego come semiconduttore: per esempio, un diodo a giunzione p-n potrebbe essere fabbricato ponendo a contatto due film del polimero drogati in modo diverso. Oltre ad essere di facile preparazione, si potrebbero presentare con ampie aree superficiali, molto utili per applicazioni nel campo della conversione dell’energia solare. Purtroppo resta il grosso problema della reattività con l’ossigeno; si potranno forse preparare in futuro polimeri analoghi sostituiti o modificati, che siano resistenti all’attacco atmosferico.
Ma questi materiali non mostrano solo conduttività elettronica. MacDiarmid et al. hanno mostrato come sia possibile anche una conduttività ionica e come certi poliacetileni drogati possano essere usati come elettrodi reversibili per batterie di nuovo tipo. Il materiale viene drogato per via elettrochimica.
Per esempio, un film di poliacetilene viene introdotto in un una soluzione elettrolitica di LiClO4 dissolto in propilene carbonato. Si pone nell’elettrolita anche un elettrodo di litio metallico. Caricando la cella a 1.0V, a temperatura ambiente, ioni perclorato dalla soluzione passano nell’elettrodo di poliacetilene formando (CH) n+(ClO4) n-, (fino al 6% circa in moli). Nel contempo, degli elettroni si liberano dall’elettrodo di poliacetilene e, attraverso il circuito esterno, vanno a ridurre ione Li+ all’elettrodo di litio. Gli ioni perclorato entrano reversibilmente nella struttura del poliacetilene evengono successivamente rilasciati nella soluzione durante la scarica. Il poliacetilene si comporta quindi da conduttore misto ionico-elettronico.
La possibilità di utilizzare polimeri come elettrodi nelle batterie a stato solido è molto attraente per la loro leggerezza (rispetto ai metalli) e per la loro flessibilità strutturale.
Poliparafenilene e polipirrolo. Molti altri polimeri hanno analoghe potenzialità. Il poliparafenilene , una catena di anelli benzenici (Figura), può essere drogato per aumentarne la conducibilità; drogato con FeCl3 si forma una specie di formula (C6H4(FeCl3)0.16)x, con conduttiviotà 0.3 S cm-1 a 25 °C.
Il pirrolo, C4H5N, può essere polimerizzato a dare una specie a lunga catena che alterna legami doppi e singoli, un sistema di elettroni p delocalizzati (Figura). Il polipirrolo ha bassa conducibilità ma può essere ossidato dal perclorato a dare conduttività di tipo-p fino a 102 S cm-1. Questa specie è stabile all’aria e può sopportare temperature fino a 250 °C.
La conduttività dei metalli è stata già discussa in termini di teoria delle bande. E’ stato anche già visto che, nei solidi contenenti metalli di transizione come gli ossidi, la sovrapposizione degli orbitali genera bande di livelli energetici per gli elettroni d; se le sovrapposizioni e il numero di elettroni d lo consentono, si può avere conduzione metallica (es. in TiO). Esistono però altre classi di conduttori metallici non convenzionali.
La classe dei complessi organici a trasferimento di carica è già stata descritta: si tratta di specie altamente conduttrici, definite talora ‘metalli sintetici’, che possono diventare superconduttori a basse temperature.
Una seconda classe di conduttori organici è rappresentata dai polimeri insaturi coniugati.
La possibilità di preparare polimeri conduttori di elettricità (metalli organici) è certamente affascinante. Tali materiali possono infatti combinare l’alta conduttività normalmente riservata ai metalli con le proprietà meccaniche dei polimeri, come la flessibilità e la possibiltà di fabbricarli in forma di film sottili. Molte ricerche sono state condotte su tali materiali negli ultimi anni, ma, per problemi di instabilità atmosferica e di degradazione, non hanno avuto ancora applicazioni commerciali.
Poliacetilene drogato. I solidi organici sono normarmente isolanti perchè gli elettroni non possono muoversi liberamente nelle molecole. Fanno eccezione i sistemi coniugati con uno scheletro di doppi e singoli legami C-C alternati, come nella grafite. Polimeri come il polietilene, d’altra parte, sono isolanti, perchè, benchè il precursore, l’etilene, contiene un doppio legame C-C, il polimero è saturo e contiene solo legami singoli (Figura)
Un polimero, invece, potenzialmente utilizzabile come conduttore è il poliacetilene. Il precursore acetilene contiene un triplo legame C-C, e il poliacetilene presenta legami singoli e doppi alternati. Di fatto, il poliacetilene ha una modesta conduttività elettrica, 10-9 ohm-1 cm-1 (forma cis) fino a 10-5 ohm-1 cm-1 (forma trans), confrontabile con quella di semiconduttori come Si puro.
I valori di conduttività sono assai bassi perchè il sistema p non è completamente delocalizzato nel poliacetilene. Bisogna infatti ricordarsi di quanto detto a proposito dei metalli monodimensionali e del teorema di Peierls. Il polimero presenta un gap di banda di 1.9 eV.
Una scoperta importante, di MacDiarmid, Heeger e collaboratori (1980), fu che drogando il polimero con opportuni composti inorganici, la conducibilità cresce in modo drammatico. Si può drogare il polimero sia chimicamente che elettrochimicamente, per produrre materiali di tipo-p o di tipo-n.
Con droganti come: (a) Br2, SbF5, WF6 e H2SO4, che agiscono tutti da elettron accettori a dare, per esempio, (CH)nd+Brd-; e (b) metalli alcalini, che agiscono come elettron donatori, si ottengono conducibilità fino a 103 ohm-1 cm-1 nel trans-poliacetilene.
Questi valori sono tipici dei metalli, e quindi i materiali furono chiamati ‘metalli sintetici’.
La conducibilità cresce rapidamente all’aggiunta del drogante (Figura a lato) e si verifica una transizione semiconduttore-conduttore con quantità da 1 a 5 mol%.
Il poliacetilene viene preparato per polimerizzazione catalitica dell’acetilene in assenza di ossigeno. Si può usare un catalizzatore di Ziegler-Natta, costituito da una miscela di Al(CH2CH3)3 e Ti(OC4H9)4. In un metodo l’acetilene viene fatta gorgogliare attraverso una soluzione del catalizzatore e precipita poliacetilene. In un altro l’acetilene è introdotta in un tubo la cui parete interna è ricoperta da un sottile strato del catalizzatore; si forma uno strato di poliacetilene sulla superficie del catalizzatore stesso. Si desidera in genere ottenere la forma trans, per la sua maggiore conducibilità. Questa può essere preparata direttamente operando a 100 °C, o per riscaldamento della forma cis, che si modifica rapidamente nella trans per riscaldamento a ca. 150 °C. Si può drogare il materiale per esposizione all’agente gassoso o liquido.
Non è ancora ben chiara la struttura elettronica dei film di poliacetilene, specialmente per quanto riguarda il meccanismo di trasferimento di elettroni tra le catene. I film hanno una morfologia complessa con le catene che si ripiegano su se stesse a dare entità piatte, che si sovrappongono formando le fibre.
Il modello a bande porta a ritenere che lo scheletro rimanga sostanzialmente inalterato per bassi livelli di drogaggio e che la densità elettronica continui ad essere distribuita in modo uniforme sugli atomi del solido.
Di fatto, il drogaggio crea l’analogo allo stato solido di in carbocatione o carbanione. Il carbanione (sistema di tipo-n) è illustrato in Figura, dove si vede come la normale alternanza di legami singoli è doppi venga messa fuori fase.
Il sito carbanionico è considerato un separatore di domini, perchè separa due regioni della catena rispetto ad esso speculari (L e R). I fisici definiscono questa unità un solitone; vi è evidenza che la distorsione associata al solitone non sia così fortemente localizzata ma si possa estendere su un arco dell’ordine di 15 atomi della catena.
Il trasporto di carica sarebbe associato col movimento del solitone lungo la catena. In pratica però la conducibilità è limitata dai trasferimenti di cariche tra catene, che restano ancora oscuri.
Il poliacetilene conduttore ha una varietà di potenziali applicazioni. Il materiale molto drogato potrebbe essere impiegato al posto dei metalli per applicazioni elettriche. Se poco drogato potrebbe avere impiego come semiconduttore: per esempio, un diodo a giunzione p-n potrebbe essere fabbricato ponendo a contatto due film del polimero drogati in modo diverso. Oltre ad essere di facile preparazione, si potrebbero presentare con ampie aree superficiali, molto utili per applicazioni nel campo della conversione dell’energia solare. Purtroppo resta il grosso problema della reattività con l’ossigeno; si potranno forse preparare in futuro polimeri analoghi sostituiti o modificati, che siano resistenti all’attacco atmosferico.
Ma questi materiali non mostrano solo conduttività elettronica. MacDiarmid et al. hanno mostrato come sia possibile anche una conduttività ionica e come certi poliacetileni drogati possano essere usati come elettrodi reversibili per batterie di nuovo tipo. Il materiale viene drogato per via elettrochimica.
Per esempio, un film di poliacetilene viene introdotto in un una soluzione elettrolitica di LiClO4 dissolto in propilene carbonato. Si pone nell’elettrolita anche un elettrodo di litio metallico. Caricando la cella a 1.0V, a temperatura ambiente, ioni perclorato dalla soluzione passano nell’elettrodo di poliacetilene formando (CH) n+(ClO4) n-, (fino al 6% circa in moli). Nel contempo, degli elettroni si liberano dall’elettrodo di poliacetilene e, attraverso il circuito esterno, vanno a ridurre ione Li+ all’elettrodo di litio. Gli ioni perclorato entrano reversibilmente nella struttura del poliacetilene evengono successivamente rilasciati nella soluzione durante la scarica. Il poliacetilene si comporta quindi da conduttore misto ionico-elettronico.
La possibilità di utilizzare polimeri come elettrodi nelle batterie a stato solido è molto attraente per la loro leggerezza (rispetto ai metalli) e per la loro flessibilità strutturale.
Poliparafenilene e polipirrolo. Molti altri polimeri hanno analoghe potenzialità. Il poliparafenilene , una catena di anelli benzenici (Figura), può essere drogato per aumentarne la conducibilità; drogato con FeCl3 si forma una specie di formula (C6H4(FeCl3)0.16)x, con conduttiviotà 0.3 S cm-1 a 25 °C.
Il pirrolo, C4H5N, può essere polimerizzato a dare una specie a lunga catena che alterna legami doppi e singoli, un sistema di elettroni p delocalizzati (Figura). Il polipirrolo ha bassa conducibilità ma può essere ossidato dal perclorato a dare conduttività di tipo-p fino a 102 S cm-1. Questa specie è stabile all’aria e può sopportare temperature fino a 250 °C.
altrimenti ti trascina al suo livello e poi ti batte con l'esperienza - 
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