halvledende plast og gummi

Halvledende plast og gummi er en betegnelse som ofte brukes om plast og gummi som tilsettes metaller eller halvledere for å øke den elektriske ledningsevnen. Tilsetningsstoffene kommer ofte i pulverform, og kan være for eksempel kobber, nikkel eller karbon. Halvledende plast og gummi må ikke forveksles med elektrisk ledende polymerer eller halvledere som brukes i elektronikk.

Virkemåte

Polymerer kan ha konduktivitet så liten som 10-24 S/m, karbon har rundt 103 S/m mens kobber har en konduktivitet på 6⸱107 S/m. Ved tilsetting av for eksempel karbon i form av sot til en silikon, vil den elektriske konduktiviteten øke etter som volumprosenten av karbon øker. Den elektriske strømmen vil da forplante seg fra en karbonpartikkel til den neste ved hjelp av tunneleffekten. Dersom partiklene er langt unna hverandre, vil tunneleffekten være svak og ledningsevnen liten. Partikler som er nær hverandre vil kunne tillate en større tunneleffekt og dermed ledningsevne. Dersom mange nok partikler kommer nær nok hverandre kan det dannes kjeder av partikler som lett leder strøm gjennom polymeren. Man har da nådd den såkalte perkolasjonsterskelen, der strøm kan mer effektivt ledes gjennom polymeren. Nær perkolasjonsterskelen vil ledningsevnen til prøven økes betraktelig. For å få en prøve som leder strøm tilsvarende godt metallet eller halvlederen som tilsettes, må den tilsatte volumprosenten være over perkolasjonsterskelen.

Perkolasjonsterskelen varier med geometrien på partiklene og fordelingen av metall eller halvleder i polymeren, fra mye mindre enn en volumprosent ved bruk av noen typer karbon nanorør og opptil 30 prosent for enkelte mer kuleformede partikler.

Anvendelser

Det svarte materialet er silikongummi tilsatt sot til bruk som for eksempel fleksible varmeelement. Det grå materialet er en polyester tilsatt kobber og nikkelpartikler for bruk innen elektromagnetisk skjerming.
av . CC BY SA 3.0

Dersom man sender elektrisk strøm gjennom en slik plast eller gummi, vil temperaturen øke. Dette kan brukes blant annet til gulvoppvarming eller annen oppvarming der man trenger fleksible og tøyelige varmeelementer. Dersom man øker ledningsevnen til plast og gummi vil de også kunne skjerme elektromagnetiske bølger. Plater av polyester tilsatt nikkel og kobber brukes for eksempel til dette formålet.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg