Los polímeros conductores son materiales que combinan las propiedades mecánicas y de procesamiento de los polímeros tradicionales con la conductividad eléctrica de los metales. Encuentran aplicaciones en una amplia variedad de campos que incluyen electrónica de consumo, energía renovable, biomedicina, y más, debido a su combinación única de propiedades conductoras, mecánicas y de procesamiento. Algunos de los polímeros conductores más utilizados en la industria, debido a sus buenas propiedades conductoras y otras ventajas, son los siguientes.
1. Polianilina
- Propiedades conductoras. Puede cambiar de aislante a conductor a través de la protonación o dopado.
- Ventajas. Buena estabilidad ambiental y facilidad de síntesis. Puede ser procesado en diferentes formas, como películas y recubrimientos.
- Aplicaciones. Sensores, baterías, dispositivos de almacenamiento de energía, recubrimientos anticorrosión.
2. Polipirrol
- Propiedades conductoras. Alta conductividad eléctrica después del dopado.
- Ventajas. Buena estabilidad térmica y facilidad de síntesis. También es biocompatible.
- Aplicaciones. Sensores, actuadores, dispositivos de almacenamiento de energía, aplicaciones biomédicas.
3. Politiopeno
- Propiedades conductoras. Conductividad ajustable mediante dopado.
- Ventajas. Alta estabilidad química y térmica. Buen rendimiento en condiciones extremas.
- Aplicaciones. Dispositivos electrónicos, baterías, celdas solares, transistores.
4. Polifluoreno
- Propiedades conductoras. Buena conductividad eléctrica y propiedades electroluminiscentes.
- Ventajas. Alta eficiencia de emisión de luz y buena estabilidad.
- Aplicaciones. Dispositivos optoelectrónicos como diodos emisores de luz (ledes), transistores de película delgada.
5. Poli(3,4-etilendioxitiofeno)
- Propiedades conductoras. Alta conductividad eléctrica y transparencia óptica.
- Ventajas. Buena estabilidad ambiental y facilidad de procesamiento. Puede ser dopado para mejorar sus propiedades.
- Aplicaciones. Pantallas táctiles, recubrimientos antielectrostáticos, diodos emisores de luz orgánicos (ledes orgánicos), celdas solares.
6. Poli(3-hexiltiofeno)
- Propiedades conductoras. Buena conductividad y movilidad de carga.
- Ventajas. Buena estabilidad térmica y procesabilidad.
- Aplicaciones. Transistores de película delgada, celdas solares, sensores.
Ventajas generales de los polímeros conductores
- Flexibilidad y procesabilidad. Pueden ser procesados mediante técnicas convencionales como el moldeo por inyección, extrusión y recubrimiento.
- Ligereza. Son mucho más ligeros que los metales, lo cual es beneficioso para aplicaciones portátiles y móviles.
- Compatibilidad ambiental. Algunos polímeros conductores son más amigables con el medio ambiente comparados con los metales pesados usados en electrónica.
- Ajustabilidad de propiedades. La conductividad y otras propiedades pueden ser ajustadas mediante el dopado o la modificación estructural.
Poliacetileno, el primer polímero conductor
El poliacetileno fue el primer polímero conductor descubierto, y su descubrimiento en 1977 por Alan Heeger, Alan MacDiarmid y Hideki Shirakawa les valió el Premio Nobel de Química en el año 2000. Sin embargo, el poliacetileno no es tan comúnmente utilizado en aplicaciones industriales en comparación con los otros polímeros conductores mencionados en la lista por sus desventajas en términos de estabilidad, procesabilidad y ajustabilidad de la conductividad.
Un inconveniente importante del poliacetileno es que es altamente reactivo con el oxígeno y la humedad, lo que conduce a una rápida degradación y pérdida de conductividad. Esta falta de estabilidad limita su uso en aplicaciones prácticas donde la exposición al aire y a la humedad es inevitable. Además, es difícil de procesar en formas útiles (películas, fibras, etc.) debido a su rigidez y fragilidad. Los polímeros el poli(3,4-etilendioxitiofeno), la polianilina o el polipirrol tienen mejores propiedades mecánicas y son más fáciles de manejar y procesar.
Aunque el poliacetileno puede alcanzar una alta conductividad a través del dopado, esta propiedad no es tan fácilmente ajustable como en otros polímeros conductores modernos. La conductividad de polímeros como el poli(3,4-etilendioxitiofeno) o la polianilina se puede controlar de manera más precisa mediante técnicas de dopado.
Otros polímeros conductores tienen propiedades adicionales que los hacen más adecuados para aplicaciones específicas. Por ejemplo, el poli(3,4-etilendioxitiofeno) es transparente y altamente conductor, lo que lo hace ideal para aplicaciones en pantallas táctiles y ledes orgánicos. El polipirrol es biocompatible, lo cual es ventajoso para aplicaciones biomédicas.
No obstante, a pesar de sus limitaciones, el poliacetileno ha tenido una importancia histórica significativa como el primer polímero conductor descubierto, abriendo el camino para el desarrollo de otros polímeros conductores con mejores propiedades y mayor aplicabilidad industrial.
