ПЕТОТ-ТМА
| |
| Имена | |
|---|---|
| Другие имена
Олиготрон; Педот тетраметакрилат; Поли(3,4-этилендиокситиофен), тетраметакрилат с концевыми группами, PEDOT-TM, Мет-Педот, Педот-Мет
| |
| Идентификаторы | |
| Характеристики | |
| Молярная масса | ~6000 g/mol |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Поли(3,4-этилендиокситиофен)-тетраметакрилат или PEDOT-TMA p-типа представляет собой проводящий полимер на основе 3,4-этилендиокситиофена EDOT или мономера . Это модификация структуры PEDOT . Преимущества этого полимера по сравнению с PEDOT (или PEDOT:PSS ) заключаются в том, что он диспергируется в органических растворителях и не вызывает коррозии. PEDOT-TMA был разработан по контракту с Национальным научным фондом и впервые был публично анонсирован 12 апреля 2004 года. [1] Торговое название ПЕДОТ-ТМА — Олиготрон. PEDOT-TMA был описан в статье под названием «Следующее развитие пластиковой электроники», опубликованной в журнале Scientific American в 2004 году. [2] [3] Патентное ведомство США выдало патент, защищающий PEDOT-TMA 22 апреля 2008 г. [4]
PEDOT-TMA отличается от исходного полимера PEDOT тем, что он закрыт на обоих концах полимера. Это ограничивает длину цепи полимера, что делает его более растворимым в органических растворителях, чем PEDOT. Метакрилатные группы на двух концевых группах позволяют осуществлять дальнейшие химические процессы, такие как сшивание с другими полимерами или материалами.
Физические свойства
[ редактировать ]Объемная проводимость ПЭДОТ-ТМА составляет 0,1-0,5 См/см, поверхностное сопротивление 1-10 МОм/кв.м, метакрилатный эквивалентный вес 1360-1600 г/моль. Химический состав пленки ПЭДОТ-ТМА измеряли методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (ЭДС). Относительные массовые проценты C, O и S составляли 51,28%, 35,37% и 10,43%. В пленке также присутствовало 2,92% Fe. [5]
Приложения
[ редактировать ]В журналах и патентной литературе описано несколько устройств и материалов, в которых PEDOT-TMA используется в качестве важного компонента. В этом разделе дан краткий обзор этих изобретений.
- Узорчатые OLED: в исследовании [6] Исследователи из General Electric использовали PEDOT-TMA в слое инжекции дырок в серии OLED- устройств. Они также подали заявку на патент для защиты этого изобретения. [7]
- ОСИД, модифицированные квантовыми точками. В международной заявке на патент поверхности PEDOT-TMA были модифицированы квантовыми точками, такими как CdSe, CdS и ZnS. [8]
- Ионоселективные мембраны: PEDOT-TMA использовался в качестве ключевого ингредиента в ионоселективных мембранах. [9] и, в частности, в кальций-селективных электродах. [10] Также сообщалось о характеристиках пленок PEDOT-TMA в твердоконтактных ионоселективных электродах по сравнению с другими коммерчески доступными проводящими полимерами. [11]
- Сенсибилизированный красителем солнечный элемент: PEDOT-TMA использовался при создании эффективных солнечных элементов, сенсибилизированных красителем . [12] [13] PEDOT-TMA был подвергнут центрифугированию, чтобы получить слой толщиной 15 нм, который использовался в качестве противоэлектрода в серии сенсибилизированных красителем солнечных элементов . Был получен КПД до 7,85%. [14] [15] [16]
- Гибкие сенсорные экраны: PEDOT-TMA использовался при изготовлении электродов для гибких сенсорных экранов, как описано в патентной заявке Honeywell Corporation. [17]
- Устройства хранения и преобразования энергии: Synkera Technologies, Inc. подала заявку на патент, в которой подробно описаны различные устройства хранения и преобразования энергии, в конструкции которых используется PEDOT-TMA. [18]
- Датчик глюкозы: Датчик глюкозы был изготовлен Джимамой Слотер из Университета штата Вирджиния. [19]
- Композиты из углеродных нанотрубок: исследователи из Национальной лаборатории Лос-Аламоса использовали PEDOT-TMA для приготовления композитов с углеродными нанотрубками. Эти композиты образуют высокоориентированные массивы нанотрубок и обладают высокой проводимостью при комнатной температуре (25,0 См/см). [20]
- Фотоэлектрическое устройство на основе металлической проволоки: исследователи из Института перспективной энергетики Киотского университета использовали PEDOT-TMA для изготовления органических фотоэлектрических устройств. [21]
- Встроенные конденсаторы: исследователи из Лаборатории полимерных композитов Университета ВИТ подготовили композиты из оксида графена с ПЭДОТ-ТМА и ПММА . Они тщательно изучили свойства этих материалов в зависимости от состава оксида графена. Материалы были охарактеризованы методами УФ-Вид-спектроскопии, ИК-Фурье и КР-спектроскопии, рентгеновской дифракции, термогравиметрического анализа, атомно-силовой микроскопии и сканирующей электронной микроскопии. Наконец, были оценены диэлектрические свойства материалов и обсуждено потенциальное применение композитов при создании встроенных конденсаторов. [22] Эта исследовательская группа также разработала термисторы из композитов оксид графена/ПЭДОТ-ТМА. [23]
- Нанокомпозиты диоксида титана: исследовательская группа под руководством А.А.М. Фарага подготовила и охарактеризовала нанокомпозиты TiO.
2 [24] и ZnO [25] с ПЕДОТ-ТМА. Эта группа также подготовила и охарактеризовала диоды с гетеропереходом с использованием этого нанокомпозита. [26] - Ультратонкие полимерные термисторы с волокнистой сеткой: были приготовлены ультратонкие волокна, которые демонстрируют увеличение сопротивления на 10 ^ 3 в узком температурном диапазоне, подходящем для накожных и имплантируемых датчиков. Эти термисторы предотвращают перегрев устройств, в которых используются схемы тепловой защиты. [27]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Шамо, Дж. (12 апреля 2004 г.). «Новая молекула знаменует прорыв в области электронных пластиков» . Проверено 3 октября 2012 г.
- ^ Коллинз, Грэм П. (1 августа 2004 г.). «Следующий этап развития пластиковой электроники». Научный американец . 291 (2): 75–81. Бибкод : 2004SciAm.291b..74C . doi : 10.1038/scientificamerican0804-74 . ПМИД 15298122 .
- ^ «Свет и магия» . Экономист . 2004-05-22. п. 74 . Проверено 3 октября 2012 г.
- ^ патент США 7361728 , Эллиотт; Брайан Дж.; Люббен; Сильвия Д. и Сапп; Шон А. и др., «Электропроводящие материалы из промежуточных продуктов с разветвленными концевыми блоками», опубликовано 22 апреля 2008 г., передано TDA Research, Inc.
- ^ Он, Цзяжун; Цзин Су; Цзинлун Ван; Линчжи Чжан (2018). «Синтез безводного ПЭДОТ со стабилизатором поливинилпирролидоном в системе органических диспергаторов». Органическая электроника . 53 : 117–126. дои : 10.1016/j.orgel.2017.11.035 .
- ^ Лю, Дж.; Л. Н. Льюис; А. Р. Дугал (2007). «Фотоактивируемые и моделируемые материалы для переноса заряда и их использование в органических светоизлучающих устройствах». Прил. Физ. Летт . 90 (23): 233503. Бибкод : 2007ApPhL..90w3503L . дои : 10.1063/1.2746404 .
- ^ Лю, Цзе; Ларри Нил Льюис; Анил Радж Дуггал; Рубинштейн Славомир (04 октября 2005 г.). Заявка на патент США US 2007/0077452, Органические светоизлучающие устройства, имеющие латентно активированные слои, и способы их изготовления .
- ^ Витухновский, Алексей; Андрей Вашенко; Денис Бычковский (31 декабря 2014 г.). Заявка на патент WO 2014/209154A1, Органический светоизлучающий элемент с излучающим слоем, содержащим квантовые точки с модифицированной поверхностью .
- ^ Ржевуска, Анна; Марцин Войцеховский; Ева Бульска; Элизабет А. Х. Холл; Кшиштоф Максимюк; Агата Михальская (2008). «Композитные полиакрилат-поли(3,4-этилендиокситиофен) мембраны для улучшенных твердотельных ионоселективных датчиков». Анальный. Хим . 80 (1): 321–327. дои : 10.1021/ac070866o . ПМИД 18062675 .
- ^ Окана Техада, Кристина; Наталья Абрамова; Андрей Братов; Том Линдфорс; Йохан Бобака (2018). «Кальций-селективные электроды на основе фотоотверждаемых полиуретан-акрилатных мембран, ковалентно связанных с метакрилат-функционализированным поли(3,4-этилендиокситиофеном) в качестве твердого контакта» . Таланта . 186 : 279–285. дои : 10.1016/j.talanta.2018.04.056 . ПМИД 29784361 . S2CID 29167779 .
- ^ Окана, К.; М. Муньос-Корреас; Н. Абрамова; А. Братов (2020). «Сравнение различных коммерческих проводящих материалов в качестве слоев ионно-электронных преобразователей в недорогих селективных твердоконтактных электродах» . Датчики . 20 (5): 1348–1360. Бибкод : 2020Senso..20.1348O . дои : 10.3390/s20051348 . ПМК 7085546 . ПМИД 32121463 .
- ^ Ким, Кён Хо; Такаси Окубо; Наойо Танака; Наото Мимура; Масахико Маэкава; Такаёси Курода-Сова (2010). «Сенсибилизированные красителем солнечные элементы с галогенидными мостиковыми координационными полимерами Cu (I)-Cu (II) со смешанной валентностью и гексаметилендитиокарбаматным лигандом». хим. Летт . 39 (7): 792–793. дои : 10.1246/кл.2010.792 .
- ^ Окубо, Такаши; Наойо Танака; Харухо Анма Кён; Хо Ким; Масахико Маэкава; Такаёси Курода-Сова (2012). «Сенсибилизированные красителем солнечные элементы с новыми одномерными галоидно-мостиковыми гетерометаллическими координационными полимерами Cu (I) – Ni (II), содержащими гексаметилен-дитиокарбаматный лиганд» . Полимеры . 4 (3): 1613–1626. дои : 10.3390/polym4031613 .
- ^ Ким, Кён Хо; Кадзуоми Уташиро; Чжугуан Цзинь; Ёсио Абэ; Мидори Кавамура (2013). «Сенсибилизированные красителем солнечные элементы с пассивирующим слоем ZnO, легированным галлием, обработанным золь-гелевым раствором» . Межд. Дж. Электрохим. Наука . 8 (4): 5183–5190. дои : 10.1016/S1452-3981(23)14672-4 . S2CID 225060588 .
- ^ Ким, Кён Хо; Кадзуоми Уташиро; Ёсио Абэ; Мидори Кавамура (2014). «Структурные свойства наностержней оксида цинка, выращенных на затравочном слое оксида цинка, легированного Al, и их применение в сенсибилизированных красителем солнечных элементах» . Материалы . 7 (4): 2522–2533. Бибкод : 2014Mate....7.2522K . дои : 10.3390/ma7042522 . ПМЦ 5453348 . ПМИД 28788581 .
- ^ Ёсимура, Нобутака; Ацуши Кобаяши; Ватару Генно; Такаси Окубо; Масаки Ёсида; Масако Като (2020). «Фотосенсибилизирующие мультислои красителя рутения (II): фотоиндуцированное разделение заряда и подавление обратного переноса электронов». Устойчивая энергетика и топливо . 4 (7): 3450–3457. дои : 10.1039/D0SE00151A . S2CID 218997972 .
- ^ Эдвардс, Левин; Патрисия МакКриммон; Ричард Томас Уотсон (22 июля 2010 г.). Заявка на патент США 2010/0182245, Сенсорный экран с тактильной обратной связью .
- ^ Руткевич, Дмитрий; Рикард А. Винд (2 декабря 2010 г.). Заявка на патент США 2010/0304204, Устройства преобразования и накопления энергии и способы их изготовления .
- ^ Убой, Гимама (2010). «Изготовление наноиндентированных электродов для обнаружения глюкозы» . J. Наука о диабете. Технол . 4 (2): 320–327. дои : 10.1177/193229681000400212 . ПМЦ 2864167 . ПМИД 20307392 .
- ^ Пэн, Хуэйшэн; Сюэмэй Сунь (2009). «Высокоориентированные углеродные нанотрубки и полимерные композиты со значительно улучшенной электропроводностью». Письма по химической физике . 471 (1–3): 103–105. Бибкод : 2009CPL...471..103P . дои : 10.1016/j.cplett.2009.02.008 . S2CID 98836276 .
- ^ Чуангчоте, Суравут; Такаси Сагаваа; Сусуму Ёсикава (2011). «Проектирование органических фотоэлектрических элементов на основе металлических проводов» (PDF) . Энергетическая процедура . 9 : 553–558. Бибкод : 2011EnPro...9..553C . дои : 10.1016/j.egypro.2011.09.064 .
- ^ Дешмукх, Калим; Гириш М. Джоши (2015). «Применение встраиваемых конденсаторов из композитов поли(3,4-этилендиокситиофен)-тетраметакрилата (PEDOT-TMA), армированных оксидом графема». Журнал материаловедения: Материалы в электронике . 26 (8): 5896–5909. дои : 10.1007/s10854-015-3159-0 . S2CID 137234524 .
- ^ Джоши, Гириш; Калим Дешмук (2015). «Нанокомпозит сопряженный полимер/оксид графена в качестве термистора». Материалы конференции AIP . 1665 (1): 050017. Бибкод : 2015AIPC.1665e0017J . дои : 10.1063/1.4917658 .
- ^ Эшери, А.; Г. Саид; В. Арафа; АЕХ Габалла; ААМ Фараг (2016). «Морфологические и кристаллические структурные характеристики PEDOT/ TiO
2 нанокомпозита для применения в технологиях электронных устройств». Журнал сплавов и соединений . 671 : 291–298. doi : 10.1016/j.jallcom.2016.02.088 . - ^ Эшери, А.; ААМ Фараг; АЕХ Габалла; Г. Саид; В. Арафа (2017). «Наноструктурные, оптические и гетеропереходные характеристики тонких пленок нанокомпозита PEDOT/ ZnO ». Журнал сплавов и соединений . 723 : 276–287. дои : 10.1016/j.jallcom.2017.06.260 .
- ^ Эшери, А.; Г. Саид; В. Арафа; АЕХ Габалла; ААМ Фараг (2016). «Структурные и оптические характеристики гетеропереходного диода PEDOT/n-Si». Синтетические металлы . 214 : 92–99. дои : 10.1016/j.synthmet.2016.01.008 .
- ^ Окутани, Тихиро; Томоюки Ёкота; Такео Сомея (2022). «Сверхтонкие полимерные термисторы с волокнистой сеткой» . Передовая наука . 9 (30): e2202312. дои : 10.1002/advs.202202312 . ПМЦ 9596841 . ПМИД 36057993 . S2CID 252070381 .