جوان آنلاین: پلیمر‌های هادی الکتریسیته که در شروع کار تولید شدند، قدرت هدایت بسیار کمی داشتند که حداکثر معادل یک صدم قابلیت هدایت مس بود. حرکت الکترون‌ها در این پلیمرها آنقدر کند و پر اصطکاک بود که اساساً به عنوان هادی الکتریسیته قابل تعریف نبودند. در حالی که هدف نهایی آن روز‌ها تولید سیم پلیمر هادی برای جایگزین کردن سیم مسی بود.
وزن مخصوص پلاستیک تقریباً یک هشتم چگالی مس است. اگر کابل‌های پلیمر هادی به جای کابل‌های مسی مورد استفاده قرار می‌گرفت، برای انتقال نیرو از نیروگاه دست کم در هزینه تولید دکل‌های آلمینیومی امکان صرفه‌جویی زیادی فراهم می‌شد. چه دیگر نیازی به استفاده از دکل‌های پر هزینه آلومینیومی برای تحمل وزن سنگین کابل‌های مسی وجود نداشت. کابل‌های پلیمری سبک وزن را می‌توان حتی از روی تیر‌های چوبی ساده هم عبور داد.
علاوه بر این جایگزین کردن سیم مسی با سیم پلاستیکی با توجه به تفاوت سنگین بهای مس و پلاستیک در همه صنایع توچیه اقتصادی بالایی داشت. به خصوص در صنایع هوا و فضا که کاهش وزن عامل مهم و تعیین‌کننده‌ای محسوب می‌شود، این مزیت بیشتر خود را نشان می‌دهد.
بدین جهت تولید پلیمر هدایت کننده الکتریسیته با قدرت هدایت بالا پروژه بسیار جذابی برای مراکز تحقیقاتی کشور‌های مختلف بود. به نحوی که تقریباً در اکثر کشور‌های پیشرفته فیزیکدانان زیادی در گیر این پروژه بودند. این میان من هم مانند سایرین با شدت و علاقه زیادی روی این طرح کار می‌کردم. در خلال همین کار تحقیقاتی بود که موفق شدم روشی به نام Template Polymerization of Electrically Conducting Polymers ارائه کنم؛ روشی که تا حدود زیادی ملهم از شیوه پشم‌ریسی زنان روستای خنامان و مدیون گله کوچک گوسفندان مادربزرگم بود. البته خیلی‌ها روی این ایده کار کرده‌بودند. شیوه پیشنهادی من شاید یکی از صد‌ها ایده‌ای بود که مورد بحث قرار گرفت، اما بالاخره ایده‌ای بود که پاسخی مناسب داد.
مشکل اساسی حرکت الکترون در درون رشته‌های پلیمر هادی این بود که پلیمرها درست مثل رشته‌های ماکارونی جوشیده در آب، در هم و بر هم هستند. الکترون‌ها برای حرکت در مسیر این رشته‌ها با مشکل مواجه می‌شدند؛ یا به انتهای رشته می‌رسیدند و ادامه مسیری وجود نداشت یا در نقاط اتصال رشته‌های پلیمر از یک رشته به رشته دیگر می‌پریدند که این پرش مقاومت زیادی در مقابل حرکت آنها به وجود می‌آورد که باعث کاهش قدرت هدایت الکتریکی پلیمر می‌شد.
حال اگر بتوانیم زنجیره‌های پلیمر را که در حالت عادی درهم تنیده‌اند، در امتداد هم قرار دهیم به احتمال زیاد مقاومت در برابر الکترون‌ها کمتر و در نتیجه هدایت بالا می‌رفت. برای این کار باید ابتدا بستری از یک پلیمر غیر‌هادی که رشته‌ها در امتداد یکدیگر قرار گرفته‌اند ایجاد می‌شد و ترفندی به کار می‌گرفتم که رشد پلیمر هادی در راستای این بستر امکانپذیر شود. این دقیقاً همان مشکلی بود که من با یادآوری پشم‌ریسی زنان خنامانی سعی کردم برای آن راه‌حلی پیدا کنم.
زنان پشم‌ریس گلوله‌ای از رشته‌های در هم تنیده پشم را - که شباهت زیادی به رشته‌های در هم تنیده پلیمر دارد- با هنر چرخ‌ریسی خودشان مرتب می‌کردند و در امتداد هم می‌رشتند. این یک ایده‌بود و باید در مقیاس میکروسکوپی پیاده می‌شد. به عبارت دیگر من باید پلیمر بستر را در مقیاس میکروسکوپی می‌رشتم. در نهایت بر اساس این ایده و آزمایشاتی که انجام دادم، موفق شدم بستری پلیمری فراهم کنم تا پلیمر هادی روی آن حرکت کند و زنجیر‌های آن در امتداد هم قرار گیرند.
ادامه مطلب را هفته آینده، در همین ستون و در قصه «بره‌های مادر‌بزرگ» بخوانید.
برگرفته از کتاب
«در جست‌وجوی خلاقیت، از خنامان تا استکهلم»
