Техника - молодёжи 1969-01, страница 6

Вдоль цепи сопряжения возникает своеобразный электронный мост. Молекула обретает проводимость.

Другое дело — электронный транспорт на «дальние» расстояния между молекулами. Чтобы преодолеть межмолекулярный барьер, нужна энергия. Не случайно при нагревании электропроводность органических полупроводников возрастает — тепло дает электронам «силы» для прыжка через барьер. Если в молекулу с системой сопряженных связей ввести атом металла, электропроводность возрастет еще больше. По тысячам мостов побегут электроны сквозь пластмассу. Сегодня пластмассовый провод можно было бы изготовить лишь ради иллюстрации огромных возможностей, которые скрыты в полимерных цепях. Ну...

...А ЗАВТРА?

Металлы и их сплавы становятся сверхпроводниками при очень низких температурах. Нельзя ли найти вещества, которые были бы сверхпроводящими не при абсолютном (или около -—273°С), а при нормальном нуле? Профессор Калифорнийского университета А. Литтл одним из первых поставил этот вопрос. И вот его вывод: полимеры именно такие вещества и есть, они потенциальные сверхпроводники. (См. «Технику—молодежи» Ns 9 за 1967 год.)

В обычном металле высокая электропроводность возникает благодаря свободным электронам, которые свободно разгуливают по всему объему металла. Впрочем, не совсем свободно — их энергия тратится на преодоление встретившихся на пути дефектов металла. Свободные электроны п срерхпроводинках объединены в пары. И препятствия уже не в силах разлучить «великолепную двойку». Для того чтобы сложную ча-стину-пару разъединить, нужна энергия гораздо больше той,* что выделяется при столкновении электронов с имеющимися в сверхпроводниках препятствиями.

Длинная молекула полимера может быть подобна ионной решетке. Литтл предлагает, например, такую структурную формулу органического сверхпроводника:

—c=c-c=t-c=t-c=c—

I I Т I

Вдоль цепочки из атомов углерода электроны перемещаются свободно. На концах перпендикулярных черточек-связей в этой цепи должны располагаться молекулы вещества типа диэтилцна-нинйодида — под действием электрического поля они будут поляризоваться, то есть на разных концах их возникнут разноименные электрические заряды. Когда электрон окажется у одной из перпендикулярных связей, на ее ближайшем конце образуется положительный заряд — «углубление», в которое тотчас «скатится» другой электрон, оказавшийся поблизости. В полимерной цепи возникают пары кочующих электронов и, следовательно, сверхпроводимость. Расчеты показывают, что разорвать пары электронов в такой цепочке сможет лишь температура в 2000° К!

ПЛАСТМАССОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА

И так, полимеры могут перекрывать огромный диапазон проводимости — от практического нуля до бесконечности. У них три ипостаси: они могут служить отличными изоляторами, полупроводниками и (в будущем) сверхпроводниками. (Так что термин «полупроводники» является, так сказать, их среднеарифметической, среднестатистической возможностью. Только в таком смысле и следует понимать заголовок этой статьи.)

Но специфические особенности полупроводников-полимеров позволят применять их не только в электронике.

Японские специалисты предлагают использовать органические полупроводники для изготовления штампованных пластмассовых изделий. При обработке пластмасс-диэлектриков на поверхности деталей скапливаются заряды статического электричества, доставляющие порой массу хлопот. Полимеры даже со слабой электропроводностью лишены этого недостатка.

Вообще говоря, полимеры с сопряженными связями наделены весьма интересными свойствами. Мало кто знает, например, что окраска каротина обусловлена именно цепями сопряжения. Что некоторые «сопряженные» полимеры превосходят по жаростойкости сталь. Что многие из них не боятся радиации и практически не стареют со временем.

Электронные приборы на органических полупроводниках будут «вписываться» в плоскость. Переход к таким «двухмерным» приборам (с применением полимеров) по счастливому стечению обстоятельств отчасти уже технологически ппдготовлен. Тонкие слои материалов на изолирующих подложках используются сейчас микроэлектроникой. Вполне возможно, что первые «листы» полимерных радиоприборов будут изготовлены с учетом и использованием накопленного «микроэлектронщиками» опыта, сил и средств.

Даже по современным нормам микроэлектроники, далеко не предельным, полимерная аппаратура радиоприемника, например, могла бы разместиться в объеме тоненькой записной книжки. Может быть, когда-нибудь такие приемники будут созданы. И вместо того чтобы щелкать ручкой переключателя диапазонов, достаточно будет перевернуть страничку «книжки».

Можно ждать и качественного скачка: полимеры-сверхпроводники откроют дорогу новым методам обработки сигналов, а физикам они позволят осуществить поистине фантастические эксперименты. И уж сейчас можно мечтать, например, о магнитном транспорте на сверхпроводящих рельсах, о летающих Платформах, скользящих по магнитным силовым линиям Земли, о «вечном» подшипнике с нетрущимися поверхностями, о полимерных мешках—ловушках плазмы, которые заменят «магнитные бу-тчлкн», о сверхмощных и сверхминиатюрных магнитных кранах и даже о такой мелочи как незамерзающее оконное стекло. Пройлет немного времени, и все эти кажущиеся сегодня фантастическими «прожекты» (которые изображены художником на вкладке) обретут жиз'»ь, претворятся в реальные машины и механизмы, станут одной из примет будущего мира.

РОБОТ-ЭЛЕКТРОКАР

■la XXIII ярмарке в Пловдиве вни-манне посетителей неизменно привлекал автоматический электрокар, сконструированный болгарскими специалистами под руководством кандидата технических наук Хр. Христова.

Как же работает эта «мыслящая» машина?

Предположим, что электрокар должен обслуживать токарный цех, снабжать станки заготовками и отвозить детали на склад. Его маршрут сравнительно простой: от склада материалов, по проходу между станками (с возможностью останавливаться перед каждым из них) и обратно. Этот путь «обозначим» подземным кабелем, по которому протекает ток. Программное устройство поведет электрокар точно по кабелю н остановит его в заданных местах. Управление — либо «местное», с помощью устройства,

находящегося на каре, либо дистанционное, команды (конечно, другой частоты, чем «ведущий» ток) подаются прямо по кабелю. Кроме того, предусмотрено ручное управление. Оно используется в тех случаях, когда машина работает вне программы, когда ведущий кабель поврежден и вообще когда возникает какая-либо особая необходимость.

Электрокар может преодолевать и более сложные, разветвленные маршруты со стрелками. В таких случаях ведущая линия разделяется на секции» на каждой секции или перекрестке может находиться только один электрокар. Таким образом, машины курсируют без опасности столкнуться друг с другом. Но все же на носу каждого электрокара установлена предохранительная рамка, вынесенная вперед на расстояние, равное тормозному пути машины. При встрече с каким-

либо препятствием, будь то стена, закрытые ворота, человек или что-либо другое, штанга отклоняется назад, включая тормоз. Если электрокару случится сойти с ведущей линии, он автоматически останавливается н подает звуковой сигнал.

Обращаться с электрокаром несложно. Программа задается на наборном пульте, состоящем из обычных двухпозици-опных ключей или штепселей. Это делает систему чрезвычайно гибкой и удобной, особенно там, где маршрут приходится часто изменять.

Перед роботом-электрокаром открываются блестящие возможности. Его можно с успехом использовать в цехах с вредной для человека атмосферой, на вокзалах, железных дорогах и даже на виноградниках (нужно лишь протянуть между лозами «ведущую» проволоку).

БОЛГАРИЯ

4