Chemie-Nobelpreis für leitfähige Polymere

Der Chemie-Nobelpreis 2000 geht an die US-Amerikaner Alan J. Heeger, Alan G. MacDiarmid und den Japaner Hideki Shirakawa für die Endeckung von elektrisch leitfähigem Kunststoff. 1977 hatten die Wissenschaftler herausgefunden, dass ein Polyazetylen-Film durch chemische Behandlung mit Chlor, Brom oder Jod elektrisch leitfähig gemacht werden kann. Polyazetylen-Folie, die einige Stunden in einer gesättigten Jod-Atmosphäre gelagert wurde, hat nach dieser Behandlung eine elektrische Leitfähigkeit von etwa 60 Siemens pro Zentimeter.

Die Entdeckung der Wissenschaftler gilt als Pionierarbeit auf dem Gebiet der organischen Leiter. Heute wird weltweit intensiv an der Entwicklung von Displays aus leitfähigen Kunsstoffen gearbeitet – organische Displays sind effizienter und haben einen sehr viel größeren Betrachtungswinkel als LC-Displays. Als erster kommerzieller Anwender hat Pioneer organische Displays in Autoradios eingesetzt.

Polymere wie Polyazetylen bestehen aus vielen identischen Einzelbausteinen, sogenannten Monomeren, aufgereiht wie Perlen auf einer Schnur. In der Regel bestehen diese Fadenmoleküle aus einem Kohlenstoffgerüst mit angehängten Wasserstoffatomen. Wenn sich die einfachen und doppelten Bindungen der Kohlenstoffatome in den Polymerketten abwechseln, hat das Material Halbleitereigenschaften. Ähnlich wie beim ringförmigen Benzol entstehen delokalisierte Elektronen. Gibt man freie Ladungsträger zu, oder entzieht sie dem Material, kann die elektrische Leitfähigkeit weiter gesteigert werden. (wst)