Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

poliparafenileno, “ polypyrrole” e polianilina que tenha sido dopada com apropriadas impurezas. Tal
como é o caso com semicondutores, esses polímeros podem ser fabricados no tipo-n (isto é,
elétron livre dominante) ou no tipo-p (isto é, buraco dominante), dependendo do dopante.
Entretanto, ao contrário dos semicondutores, os átomos ou moléculas do dopante não substituem
qualquer átomo do polímero.
Polímeros de alta pureza têm estruturas de banda de elétrons características de isoladores
elétricos (Figura 19.4c). O mecanismo pelo qual grandes números de elétrons livres e buracos são
gerados nesses polímeros condutores é complexo e não bem entendido. Em termos bem simples,
parece que os átomos do dopante conduzem à formação de novas bandas de energia que se
superpõem às bandas de valência e de condução do polímero intrínseco, dando origem a uma
parcialmente preenchida banda de condução ou banda de valência, e a produção à temperatura
ambiente de uma alta concentração de elétrons livres ou buracos. A orientação de cadeias de
polímeros, quer mecânicamente (Seção 16.3) quer maganeticamente, durante a síntese resulta num
material altamente anisotrópico tendo uma condutibilidade máxima ao longo da direção de
orientação.
Esses polímeros condutores têm o potencial para ser usado numa família de aplicações na
medida que eles têm baixas densidades, são altamente flexíveis e são facilmente produzidas.
Baterias recarregáveis estão sendo correntemente (referência a 1991) produzidas empregando
eletrodos de polímero; em muitos aspectos essas são superiores às baterias feitas com suas
contrapartes metálicas. Outras possíveis aplicações incluem enrolamento em componentes
aeronavais e aeroespaciais, revestimentos “antistáticos” para tecidos, materiais para peneiramente
eletromagnético e dispositivos eletrônicos (por exemplo, transistores e diodos).
COMPORTAMENTO DIELÉTRICO
Um material dielétrico é um que é eletricamente isolante (não metálico) e exibe ou pode
ser levado a exibir uma estrutura de dipolo elétrico; isto é, existe uma separação de entidades
eletricamente carregadas positivas e negativas num nível molecular ou atômico. Esse conceito de um
dipolo elétrico foi introduzido na Seção 2.7. Como um resultado de interaçõesde dipolo com o
campo elétrico, materiais dielétricos são utilizados em capacitores.
19.16 – CAPACITÂNCIA
Quando uma voltagem é aplicada através de um capacitor, uma placa se torna
positivamente carregada, a outra negativamente carregada, com o correspondente campo elétrico
dirigido a partir da placa positiva para a placa negativa. A capacitância C está relacionada à
quantidade de carga armazenada Q em ambos os lados da placa por
C = Q/V (19.24)
Onde V é a voltagem aplicada através do capacitor. As unidades de capacitância são coulombs
por volt, ou farads (F).
Agora, considere um capacitor de placa paralela com um vácuo na região entre as placas
(Figura 19.25a). A capacitância pode ser calculada a partir da correlação