在科幻小說(shuō)或電影中，我們經(jīng)常會(huì)看到那些能力非凡的“機(jī)器人殺手”。這些機(jī)器人不僅有著敏捷的身手、精密的思維，并且有著和我們普通人完全相同的外觀，令人防不勝防。然而，這種機(jī)器人只是存在于小說(shuō)和影視作品中。就當(dāng)下而言，拋開思維和智慧的指標(biāo)，單從外貌上講，我們所能制造的最先進(jìn)的機(jī)器人仍然是“金屬零件的組合”，直觀上看它們還是“機(jī)器”而非“人”。那什么時(shí)候我們才能造出具有“皮肉之軀”的機(jī)器人呢？可以說(shuō)，導(dǎo)電塑料時(shí)代的開啟，令這一問(wèn)題的解決指日可待。
　　早在2004年，日本東京大學(xué)生產(chǎn)技術(shù)研究所的科學(xué)家們便利用導(dǎo)電塑料底板、有機(jī)晶體管和橡膠薄層成功制得了一塊對(duì)壓力敏感的人工皮膚。這種皮膚能夠?qū)⑼饨鐗毫π盘?hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，很適合做機(jī)器人的皮膚。這對(duì)于機(jī)器人制造技術(shù)絕對(duì)是一項(xiàng)重大突破。更引人注目的是，導(dǎo)電塑料不僅能賦予機(jī)器人“皮膚”，還可以制造出一種人工肌肉。這種肌肉可以通過(guò)電化學(xué)方法進(jìn)行控制，使之膨脹和收縮。利用這種技術(shù)工藝，科學(xué)家能制造出非常類似人類四肢的機(jī)器人肢體。由此可以預(yù)見，我們發(fā)明出具有“皮肉之軀”的機(jī)器人已為時(shí)不遠(yuǎn)。
　　的確，導(dǎo)電塑料的發(fā)現(xiàn)，大大開拓了材料科學(xué)的研究范圍。其實(shí)不僅僅在機(jī)器人制造領(lǐng)域，它在電磁、能源、超導(dǎo)、納米等諸多領(lǐng)域也發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。然而，我們卻很難想象，這一偉大發(fā)現(xiàn)，卻是源于一次失敗的實(shí)驗(yàn)。
　　
　　傳奇只在無(wú)意間
　　
　　發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電塑料的是日本人白川英樹。白川少年時(shí)便對(duì)塑料產(chǎn)生了濃厚的興趣，并于1955年考取了東京工業(yè)大學(xué)高分子化學(xué)系。1966年，白川博士畢業(yè)后便留在母校資源研究所工作。
　　那個(gè)傳奇般的實(shí)驗(yàn)發(fā)生在1967 年，白川英樹的一個(gè)學(xué)生在做聚乙炔合成實(shí)驗(yàn)時(shí)無(wú)意間添加了1000倍用量的催化劑，導(dǎo)致了一次嚴(yán)重的失誤。聚乙炔是一種高分子聚合物，也就是塑料的一種。然而白川吃驚的發(fā)現(xiàn)，這次實(shí)驗(yàn)反應(yīng)容器的內(nèi)部竟然生成了一種漂亮的銀色薄膜，性狀明顯區(qū)別于普通的聚乙炔。這種薄膜看上去類似金屬，但用手觸碰的感覺又好似高分子有機(jī)物。白川對(duì)這種薄膜進(jìn)行了吸收光譜分析，發(fā)現(xiàn)它可以吸收紅外光，并且當(dāng)膜的厚度更薄時(shí)，也能吸收紫外光和可見光，除了這些結(jié)論，白川對(duì)這種“三不像薄膜”一無(wú)所知。但這次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果卻深深地刻印在白川的腦海中。
　　1975年，訪問(wèn)日本的美國(guó)化學(xué)家麥克迪亞米德在一家咖啡店邂逅白川英樹，兩大化學(xué)家無(wú)意間的碰撞續(xù)寫著這段傳奇。當(dāng)時(shí)這兩位同行很自然地談起了各自的研究工作。當(dāng)白川說(shuō)起自己曾發(fā)現(xiàn)過(guò)一種金屬樣的高分子材料時(shí)，說(shuō)者無(wú)意，聽者有心，對(duì)塑料導(dǎo)電性已研究多年的麥克迪亞米德立刻感覺到勝利女神正向自己走來(lái)。因?yàn)檫@種金屬樣的高分子有機(jī)物正是他夢(mèng)寐以求而不可得的東西，于是，他決定與白川合作研究。麥克迪亞米德回國(guó)后，把白川的工作告訴了自己的老搭檔黑格，黑格激動(dòng)地說(shuō)道：“這正是我們所期望的?！?br/>　　半年后，白川赴美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)開始了三人的合作研究。在那里，他們立刻著手進(jìn)行改變聚合物導(dǎo)電性的研究。他們嘗試各種實(shí)驗(yàn)，反復(fù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果，終于在無(wú)數(shù)次失敗后迎來(lái)了曙光。有一次，他們用碘蒸氣氧化這種薄膜，他們知道這樣做會(huì)改善薄膜的光學(xué)性質(zhì)。但他們同時(shí)卻發(fā)現(xiàn)，這種薄膜的導(dǎo)電能力竟然提高了 1000 萬(wàn)倍。1977年，三人聯(lián)名發(fā)表論文，公開了這一偉大發(fā)現(xiàn)。同年，白川在紐約科學(xué)院國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上，向人們展示了塑料能導(dǎo)電的實(shí)驗(yàn)事實(shí)。從此，一個(gè)嶄新的領(lǐng)域生機(jī)勃勃的發(fā)展起來(lái)，導(dǎo)電塑料漸漸步入了人們的視野。
　　
　　
　　揭開導(dǎo)電塑料的奧秘
　　
　　在人們的印象中，塑料是不導(dǎo)電的，在普通的電纜中塑料常被用做導(dǎo)電銅絲外面的絕緣層。而白川英樹等三人的成果，卻向人們習(xí)以為常的“觀念”提出了挑戰(zhàn)。
　　導(dǎo)電塑料為什么能導(dǎo)電？我們要從導(dǎo)電的原理來(lái)討論。材料導(dǎo)電需要兩方面的因素，首先材料內(nèi)部要有自由電子，其次這些自由電子可以形成定向移動(dòng)。在金屬中，金屬原子的原子核對(duì)核外電子的束縛力較弱，因此金屬內(nèi)部存在大量的自由移動(dòng)電子，這些自由電子能夠很容易地在電場(chǎng)作用下定向移動(dòng)，形成電流，從而導(dǎo)電。在半導(dǎo)體中，如硅和鍺，由于原子核對(duì)核外電子束縛力較強(qiáng)，電子本來(lái)是相對(duì)穩(wěn)定地呆在自己的空穴上，但向硅或鍺中摻入少量雜原子后，規(guī)整結(jié)構(gòu)被破壞，材料內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)多余的電子或多余的空穴。在電場(chǎng)作用下，多余的電子則會(huì)占據(jù)臨近的空穴，同時(shí)擠掉臨近空穴中的電子；同理多余的空穴則會(huì)吸引臨近的電子，同時(shí)會(huì)在臨近形成新的空穴。以此類推，這種連鎖效應(yīng)使硅或鍺能夠?qū)щ?。其?shí)導(dǎo)電塑料的導(dǎo)電原理，類似于半導(dǎo)體。白川等三人實(shí)驗(yàn)中的碘蒸氣，便起到了摻雜的作用。當(dāng)然，并不是任何塑料經(jīng)過(guò)摻雜都能導(dǎo)電，因?yàn)楦叻肿泳酆衔锒际怯蓸O其穩(wěn)定的碳原子骨架構(gòu)成，普通的碳骨架都是每個(gè)碳原子在自己兩側(cè)各貢獻(xiàn)一個(gè)電子后結(jié)合而成的碳碳之間的連接。而在白川所得到的那種薄膜狀的聚乙炔中，每個(gè)碳原子在一側(cè)貢獻(xiàn)出一個(gè)電子，而在另一側(cè)則貢獻(xiàn)出兩個(gè)電子，這種碳原子之間由雙重結(jié)合和單一結(jié)合交替構(gòu)成的碳骨架，具有電子容易流動(dòng)的性質(zhì)，導(dǎo)電的聚乙炔塑料便這樣形成了。
　　
　　導(dǎo)電塑料時(shí)代的開啟
　　
　　導(dǎo)電塑料的發(fā)現(xiàn)具有巨大的意義。塑料相對(duì)于金屬，其最大的優(yōu)勢(shì)便是它的可塑性，也就是可以輕易地把它加工成我們所需要的大小與形狀。上世紀(jì)八十年代，導(dǎo)電塑料還只是實(shí)驗(yàn)室的珍品，但時(shí)至今日，導(dǎo)電塑料早已被生產(chǎn)應(yīng)用。美國(guó)和日本合作，用一種叫聚苯胺的導(dǎo)電塑料做電池的一個(gè)電極，另一個(gè)電極是鋰，生產(chǎn)出只有硬幣大的可重復(fù)充電的電池；德國(guó)一家公司用導(dǎo)電塑料生產(chǎn)出一種僅明信片大小的薄型撓性電池，很適用于作手提式工具的電源。
　　導(dǎo)電塑料的用途還有很多，如可以用于制造抗靜電地毯、可折疊的電視機(jī)屏幕、穿在身上的計(jì)算機(jī)、發(fā)光墻紙、發(fā)光交通標(biāo)志、發(fā)光衣料和裝飾品以及把陽(yáng)光擋在戶外的智能窗簾等；還可用來(lái)生產(chǎn)吸收輻射線的屏蔽材料，以保護(hù)航空航天飛機(jī)上的電氣元件免遭雷擊和電磁干擾?？茖W(xué)家們已發(fā)明了一種含極細(xì)微的導(dǎo)電聚合物顆粒