Deposición de Vapor reactivo de polímero conjugado películas sobre sustratos de arbitrarias
Summary
Este trabajo presenta un protocolo para la deposición de vapor reactivo de poly(3,4-ethylenedioxythiophene), poly(3,4-propylenedioxythiophene) y poli (thieno [3, 2 –b] tiofeno) películas sobre portaobjetos de vidrio y sustratos ásperos, tales como textiles y papel.
Abstract
Demostrar un método de recubrimiento conformally polímeros conjugados sobre sustratos arbitrarios utilizando una cámara de reacción de baja presión, diseñado. Polímeros conductores, poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) y poly(3,4-propylenedioxythiophene) (PProDOT) y un polímero semiconductor, poly (thieno [3, 2 –b] tiofeno) (PTT), se depositaron sobre no convencionales muy desordenada y sustratos con textura con alta una superficie, como papel, toallas y telas. Esto informó cámara de deposición es una mejora del anterior reactores de vapor ya que nuestro sistema puede acomodar monómeros volátiles y no volátiles, tales como 3, 4-propylenedioxythiophene y thieno [3, 2 –b] tiofeno. Utilización de oxidantes sólidos y líquidos también se demuestran. Una limitación de este método es que carece de sofisticado en situ monitores de espesor. Revestimientos poliméricos de los métodos utilizados basados en la solución de capa, como injerto de spin-coating y superficial, a menudo no son uniformes o susceptible a la degradación mecánica. Esto informó el método de deposición de la fase de vapor supera esos inconvenientes y es una fuerte alternativa a los métodos comunes de la capa a base de solución. En particular, películas de polímero recubiertas por el método divulgado son uniforme y conformal en superficies rugosas, incluso en una escala del micrómetro. Esta característica permite para la futura aplicación de los polímeros de vapor depositado en dispositivos electrónicos sobre sustratos flexibles y altamente texturizados.
Introduction
Realización de polímeros y materiales semiconductores tienen propiedades únicas, tales como flexibilidad1, estiramiento2, transparencia3y baja densidad,4 que ofrecen oportunidades extraordinarias para la creación de dispositivos electrónicos de última generación en sustratos tradicionales. Actualmente, muchos investigadores están tratando de tomar ventaja de las propiedades únicas de materiales poliméricos para crear flexible o vestibles electrónica5,6 y7de textiles inteligentes. Sin embargo, la capacidad de conformally recubrir superficies muy texturadas y sustratos no sólidos, como papel, telas e hilos/hilados, sigue unmastered. Más comúnmente, polímeros se sintetizan y recubrimiento de superficies usando métodos de solución. 8 , 9 , 10 , 11 , 12 aunque los métodos de la solución ofrecen polímero recubierto de fibras y textiles, los revestimientos así obtenidos suelen ser no uniforme y fácilmente dañados por pequeñas tensiones físicas13,14 . Métodos de solución no son también aplicables para recubrimiento de papel debido a problemas de adherencia de soldadura.
Deposición de vapor reactivo puede crear películas de polímero conjugado conformal en una amplia gama de substratos, independientemente de la superficie química/composición, energía superficial y rugosidad/topografía superficial15. En este enfoque, se sintetizan polímeros conjugados en la fase de vapor entregando simultáneamente los vapores de monómero y oxidante a una superficie. Formación de polimerización y de la película ocurre en la superficie en un paso único, libre de solventes. Este método es teóricamente aplicable a cualquier polímero conjugado que puede ser sintetizado por la polimerización oxidativa utilizando métodos de la solución. Sin embargo, hasta la fecha, se conocen protocolos para depositar sólo un conjunto limitado de estructuras de polímeros conjugados. 15
Aquí, demostramos la deposición de semiconductor poly, conductora poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) y poly(3,4-propylenedioxythiophene) (PProDOT) (thieno [3, 2 –b] tiofeno) películas (PTT) por deposición de vapor reactivo. Se utilizan dos tipos de oxidantes, solid FECLAS3 y líquido Br2, en el proceso. Los polímeros correspondientes se nombran Br-PEDOT, Cl PProDOT y Cl-PTT. Sustratos convencionales, portaobjetos y sustratos texturados no convencionales, como papel, toallas y telas, fueron recubiertos con las películas de polímero.
Este protocolo describe la configuración de la cámara de deposición de vapor a la medida y los detalles del proceso de deposición. Está destinada a nuevos profesionales para construir su sistema de deposición y evitar errores comunes asociados con la síntesis de la fase de vapor.
Protocol
Representative Results
Discussion
El mecanismo de la reacción es la polimerización oxidativa. Métodos de recubrimiento de polímero utilizando el mismo mecanismo incluyen electropolymerization17 y vapor fase polimerización18. Electropolymerization requiere un substrato conductivo, carece de la ventaja de la capa conformal y uniforme y es un método basado en la solución ambientalmente antipático19. El método de polimerización de fase de vapor existente es similar al método d…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Los autores agradece el apoyo financiero de la nos fuerza aérea oficina de investigación científica, el número de acuerdo FA9550-14-1-0128. T. l. A. también agradece el apoyo parcial por la David and Lucille Packard Foundation.
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 |
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