Műanyagok elektromos áram vezetésére
A 2011-es év Polányi-díjasa: Visy Csaba, az SZTE TTIK Fizikai Kémiai és Anyagtudományi Tanszékének egyetemi tanára, a tanszéken működő Elektrokémiai Kutatócsoport vezetője.
Visy Csaba és munkatársai az elektromosságot vezető szerves polimerek kutatásával fogllakozik. A polimerek: kis alapegységek, sokszoros ismétlődésével létrejött, nagy méretű molekulák, melyek a mindennapi életben, számos helyen előforduló műanyagok (pl. PVC, teflon, bakelit, polisztirol, nejlon, poliuretán stb.) fő alkotóelemeiként lehetnek ismerősek. Ezen anyagok közös tulajdonsága, hogy köztudottan jó elektromos szigetelők.
Az elmúlt két-három évtized során azonban egyre több olyan makromolekulás anyagot sikerült előállítani, melyek megfelelő körülmények között kifejezetten jól vezetik az elektromos áramot – vezetőképességük megközelítheti a jó vezetőknek tekintett fémekét is.
Polányi-díj
Polányi Mihály (1891 – 1976) magyar származású kémikus, tudományfilozófus. Eredetileg orvosnak készült, majd fizikai kémiával foglalkozott és végzett kutatásokat a szilárdtestfizika és a reakciókinetika területén. 1933-ban a Manchesteri Egyetem fizikai kémia tanszék professzora lett. Az 1940-es évektől társadalomtudományokkal foglalkozott. A róla elnevezett díjat a MTA 1994 óta osztja ki. A Polányi Mihály-díjat két kategóriában (fődíj és ifjúsági díj) a fizikai kémia területen az előző 5–10 éves időszakban elért, nemzetközi jelentőségű, magyar tudományos eredmény elismeréseként adják. A fődíj korhatár nélkül odaítélhető, az ifjúsági díjat 35 év alatti kutatók kapják.
A vezetés „kulcsa” e polimerekben a lánc szénatomjai közötti egyes és kettős kötések periodikus változása. A semleges polimerlánc még nem vezeti az elektromosságot, de ha belőle elektronokat vonunk el, azaz oxidáljuk a polimert, akkor a kialakult pozitív helyek – szaknyelven lyukak –, valamint a párosítatlanul maradt elektronok az elektromos tér hatására a lánc mentén könnyen elmozdulhatnak, így az anyag vezetővé válik. Ez az átalakítás egy felületre leválasztott polimerréteg esetén megfordíthatóan és sokszorosan megvalósítható, a polimer ki-be kapcsolható, vezető és nem vezető – többnyire félvezető – állapota között.
A létrejövő, filmszerű elektródokba egyéb anyagokat is be lehet építeni, például nanorészecske méretű fémeket, fém-oxidokat vagy biológiailag aktív anyagokat. Így a kutatók olyan összetett anyagokhoz juthatnak, melyek egyesítik az elektród és a másik komponens előnyös tulajdonságait – ezáltal pedig új, széleskörűen alkalmazható alapanyagok keletkeznek.
Vezető szerves polimerek felhasználásával készülnek többek között a színváltó (intelligens) üvegek és a LED-es tévék is. Visy Csaba és kollégái az elmúlt évek alatt előállítottak többek között a víz oxigéntartalmának, illetve a vér húgysavszintjének mérésére alkalmas kompozit elektródokat, továbbá az UV- és a látható tartományban is érzékeny napelemek kifejlesztésére, valamint biotechnológiai célokra (pl. hidrogéntermelés) alkalmas hibrideket is. További, fontos kutatási témáik közé tartozik a mágneses vagy termoelektromos hatású elektródok előállítása, mely utóbbi a geotermikus energia hasznosítására is szolgálhat.
Forrás: sci.u-szeged