Reaktif Buhar biriktirme rasgele yüzeylerde konjuge polimer filmleri

Summary

Bu kağıt, poly(3,4-ethylenedioxythiophene), poly(3,4-propylenedioxythiophene) ve poli reaktif Buhar biriktirme için bir protokol sunar (thieno [3,2 –b] tiyofen) Filmler cam slaytlar ve pürüzlü yüzeylerde, Tekstil ve kağıt gibi.

Abstract

Açıkorur konjüge polimerler rasgele yüzeylerde özel olarak tasarlanmış, alçak basınç reaksiyonu odası kullanarak üzerinde kaplama yöntemi göstermektedir. İletken polimerler, poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) ve poly(3,4-propylenedioxythiophene) (PProDOT) ve bir yarıiletken polimer, Poli (thieno [3,2 –b] tiyofen) (BK), alışılmamış üzerinde son derece düzensiz tevdi ve Kağıt, havlu ve kumaşlar gibi yüksek yüzey alanları ile dokulu yüzeyler. Bu ifade odası önceki buharı reaktörler bir iyileşme sistemimiz 3,4-propylenedioxythiophene ve thieno gibi geçici ve kalıcı monomerleri barındırabilir çünkü rapor [3,2 –b] tiyofen. Katı ve sıvı oksidanlar kullanımı de gösterdi. Bu yöntemin bir sınırlama bu sofistike situ içinde kalınlık monitörler yoksun olması. Polimer kaplamalar spin-kaplama ve yüzey aşılama gibi yaygın olarak kullanılan çözüm tabanlı kaplama yöntemleri tarafından yapılan tek tip veya mekanik bozulma için duyarlı değildir. Bu buharı faz biriktirme yöntemi bu sakıncaları üstesinden gelir ve ortak çözüm tabanlı kaplama yöntemleri için güçlü bir alternatif bildirdi. Özellikle, polimer Filmler tarafından bildirilen yöntemi kaplı düzgün ve mikrometre ölçekte bile pürüzlü yüzeylerde açıkorurdur. Bu özellik için esnek ve yüksek dokulu yüzeyler üzerinde elektronik cihazlarda yatırılır buharı polimerlerin yönelik uygulama sağlar.

Introduction

İletken polimer ve yarıiletken malzemeler esneklik¹, esnekliği², oluşturmak için olağanüstü fırsatlar sağlayan şeffaflık³ve düşük yoğunluklu,⁴ gibi benzersiz özellikleri vardır geleneksel olmayan yüzeylerde yeni nesil elektronik cihazlarda. Şu anda, pek çok araştırmacı esnek oluşturmak için polimer malzemeler ve/veya giyilebilir elektronik^5,6 , akıllı Tekstil⁷benzersiz özelliklerini yararlanmak için gayret. Ancak, son derece dokulu yüzeyler ve kağıt, kumaş ve konu/iplikler, gibi sağlam olmayan yüzeylerde açıkorur kat yeteneği unmastered kalır. En sık, polimer sentez ve çözüm yöntemleri kullanarak yüzeylerde boyalı. ^{8 , 9 , 10 , 11 , 12} çözüm yöntemleri kaplı polimer lifleri/Tekstil sağlasa, böylece elde edilen kaplamalar üniform olmayan ve küçük fiziksel gerilmeler^13,14 tarafından kolayca hasarlı çoğu kez. Çözüm yöntemleri kaplama kağıdı için geçerli değildir, aynı zamanda sorunları ıslatma yüzünden.

Reaktif Buhar biriktirme yüzeylerde yüzey kimya/kompozisyon, yüzey enerji ve Yüzey pürüzlülük/topografi¹⁵bakılmaksızın çeşitli bir yelpazede açıkorur konjuge polimer filmler oluşturabilirsiniz. Bu yaklaşım, aynı anda bir yüzeye monomer ve oksidan buharlar sunarak buharı aşamasında konjüge polimerler sentezlenmiş. Bir tek, solventsiz adım yüzey üzerinde polimerizasyon ve film oluşumu oluşur. Bu yöntem teorik olarak çözüm yöntemleri kullanarak oksidatif polimerizasyon tarafından sentezlenen konjuge herhangi bir polimer için geçerlidir. Ancak, bugüne kadar konjuge polimer yapıları sadece dar bir dizi yatırmak için iletişim kuralları denir. ¹⁵

Burada, biz göstermek devrilmesinden sonra iletken poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) ve poly(3,4-propylenedioxythiophene) (PProDOT) ve yarıiletken Poli (thieno [3,2 –b] tiyofen) (BK) filmleri ile reaktif Buhar biriktirme. İki türlü oksidanlar, katı FeCl₃ ve sıvı Br₂, süreç içinde kullanılır. Karşılık gelen polimerler Cl-PProDOT, Cl-BK ve Br-PEDOT adlandırılır. Hem geleneksel yüzeyler, cam slaytlar ve kağıt, havlu ve kumaşlar, gibi alışılmamış dokulu yüzeyler polimer film ile kaplı.

Bu iletişim kuralı, özel olarak oluşturulmuş buharı ifade odasının kurulum ve biriktirme işleminin ayrıntılarını açıklar. Yeni Uygulayıcıları kendi biriktirme sistemi kurmak ve buharı fazlı sentezi ile ilişkili ortak tuzaklardan kaçınmak yardımcı olmak içindir.

Protocol

MSDS Kimyasalları okuyup tüm kimyasal güvenlik önlemleri, kurum tarafından gerektiği gibi izleyin. 1. birikimi Cl-PProDOT ve Cl-BK Şekil 1′ de gösterildiği gibi özel olarak oluşturulmuş borulu Buhar biriktirme odası yapısını oluşturun. 2-inç (OD) sigortalı kuvars tüp erimiş yapar 1/4-inç (dış çap, OD) kuvars yan koya. Özel olarak oluşturulmuş bir U-şekil 1-inç paslanmaz çelik tüp ve bir Dewar şişesi ile soğuk bi…

Representative Results

1.3 cm x 2,5 cm cam slaytlara ayrı yanal pozisyonlarda Merkezi tüp boyunca yerleştirilen oluşan Cl-PProDOT film kalınlığı bir profilometer (şekil 3) tarafından ölçülen. İletkenlikleri ev yapımı dört maddelik sonda test istasyonu kullanarak direnci ölçüleri hesaplanır. Bir 100-nm kalın Cl-PProDOT film cam slaytlara ölçülen iletkenlik 106 S/cm, bu film bir potansiyel elektrot malzeme olarak hak kazanmak yeterli olan dür. <strong class=…

Discussion

Oksidatif polimerizasyon reaksiyonu mekanizmasıdır. Mekanizma kullanılarak polimer kaplama yöntemleri electropolymerization¹⁷ içerir ve faz polimerizasyon¹⁸Buhar. Electropolymerization iletken bir substrat gerektirir, düzgün ve açıkorur kaplama avantajı yoksun ve bir çevre düşmanca yöntemi çözüm göre¹⁹yaşında. Varolan buharı faz polimerizasyon yöntemi rapor burada yöntemine benzer, ancak yalnızca son derece geçici olmayan mon…

Materials

3,4-Ethylenedioxythiophene, 97%	Sigma Aldrich	483028
3,4-Propylenedioxythiophene, 97%	Sigma Aldrich	660485
Thieno[3,2-b]thiophene, 95%	Sigma Aldrich	702668
FeCl3, 97%	Sigma Aldrich	157740
Br2	Sigma Aldrich	207888