페도트:PSS

PEDOT:PSS
페도트:PSS
두 개의 PEDOT에서 전자크롬 스위칭:PSS 전극은 PhastGel SDS 완충 스트립 조각으로 연결된다.전극은 적용된 1V 전위의 극성을 바꾸어 역방향으로 반복적으로 산화되고 감소되었다.이는 전극 내에서 어두운 색(감소된 PEDOT)과 밝은 색(산소화된 PEDOT) 사이의 색상 변화로 관찰되었으며, 전극 간 및 전극으로 이온의 이동을 입증했다.[1]

폴리(3,4-ethylenedioxythiophene) 폴리스티렌 설폰산염(PEDOT:PSS)는 두 개의 아이오노머의 폴리머 혼합물이다.이 혼합물의 한 성분은 황화 폴리스티렌인 폴리스티렌 설폰산 나트륨으로 구성되어 있다.황색 그룹의 일부는 감압되어 음전하를 띤다.다른 성분 폴리(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT)는 결합 폴리머로 양성 전하를 띠며 폴리시오페인을 기반으로 한다.함께 충전된 고분자는 고분자 소금이 된다.[2]

합성

PEDOT:PSS는 PSS의 수용액과 EDOT 모노머를 혼합하여, 그리고 그 결과 혼합물에, 페르황산나트륨과 황산나트륨의 용액을 혼합하여 준비할 수 있다.[3][4]

적용들

PEDOT:PSS는 전도성 유기 열전소재(ZT~0.42) 중 효율이 가장 높아 유연하고 생분해성 열전 발전기에 사용할 수 있다.[5]그러나 그것의 가장 큰 적용은 높은 연성을 가진 투명 전도성 고분자 입니다.예를 들어, AGFA는 매년[citation needed] 2억 장의 사진 필름을 얇고 넓게 펴서 사실상 투명하고 무색의 PEDOT로 코팅한다.PSS는 습도 조건과 무관하고 폴리머 전해질 캐패시터에서 전해질로서 생산 및 일반 필름 사용 중 정전기 방전을 방지하기 위한 항정제로서,

메틸피롤리돈, 황산화디메틸, 소르비톨, 이온액, 계면활성제 등 고비등 용제를 포함한 유기화합물이 첨가되면 전도도가 많은 순서에 따라 증가한다.[6][7][8][9][10]이를 통해 터치스크린, 유기발광다이오드,[11] 유연한 유기태양전지[12][13], 전통적으로 사용하던 인듐주석산화물(ITO)을 대체할 전자종이 등 투명 전극으로도 적합하다.높은 전도성(최대 4600S/cm) 때문에 이산화망간이나 액체 전해질을 대체하는 캐패시터에 음극재로 사용할 수 있다.[14]유기 전기화학적 트랜지스터에도 사용된다.

PEDOT의 전도도:또한 에틸렌 글리콜, 황산화디메틸(DMSO), 소금, zwitterion, 코솔벤트, 산, 알코올, 페놀, 보석 다이올, 암피힐릭 플루오로 혼합물과 같은 다양한 화합물을 사용한 사후 처리로 PSS를 크게 개선할 수 있다.[15][16][17][18][19]이 전도도는 인기 있는 투명 전극 물질인 ITO와 견줄 만하며, PEDOT에 탄소 나노튜브와 은 나노와이어의 네트워크가 내장된 후 ITO의 3배가 될 수 있다.유연한 유기[20] 장치에 사용되는 PSS.[21]

PEDOT:PSS는 일반적으로 물에서 겔화 입자의 분산으로 적용된다.유리 위의 전도성 층은 보통 스핀 코팅에 의해 표면에 분산 층을 퍼뜨리고 열에 의해 물을 배출함으로써 얻는다.특수 PEDOT:PSS 잉크와 제형은 다른 코팅 및 인쇄 공정을 위해 개발되었다.물 기반 PEDOT:PSS 잉크는 주로 슬롯 다이 코팅, 플렉스그래피, 로토그라브, 잉크젯 프린팅에 사용된다.화면 인쇄 프로세스에서와 같이 점성이 높은 페이스트와 느린 건조 작업이 필요한 경우 PEDOT:PSS는 프로파네디올과 같이 끓는 용액으로도 공급될 수 있다.건조 페도트:PSS 펠릿은 물과 다양한 용매(예: 에탄올)에서 재분해가 가능한 동결건조법으로 제작할 수 있어 인쇄 중 건조 속도를 높일 수 있다.마지막으로, 자외선과 고온 또는 습도 조건의 저하를 극복하려면 PEDOT:PSS 자외선 안정제를 사용할 수 있다.

기계적 특성

PEDOT 이후:PSS는 박막 구조에서 가장 자주 사용되며, 기계적 특성을 정확하게 조사하기 위한 여러 가지 방법이 개발되었다. 예를 들어, 물 지지 장력 시험, 접착제와 응집성 파괴 에너지를 측정하기 위한 4점 벤딩 시험, 계수를 측정하기 위한 좌굴 시험, PDMS 및 폴리에틸렌 지지대의 휨 시험 등이 있다.균열이 [22]생기기 시작하다PEDOT:PSS는 실리콘에 비해 전기 이동성이 낮으며, 스트레스 완화 구조를 통합하여 유연한 전자 장치로 통합될 수 있으며, 충분히 유연한 PEDOT:PSS는 롤투롤 처리와 같은 낮은 비용 처리를 가능하게 할 수 있다.[23]박막 구조에 사용되는 유기반도체의 가장 중요한 특징은 탄성체계의 낮은 계수와 파괴 전 높은 신축성이다.[23]이들 성질은 상대습도와 높은 상관관계가 있는 것으로 밝혀졌다.[24]상대습도(>40%)가 높을 때는 물의 섭취로 인해 PSS에서 수소결합이 약해져 골절 전 변형률이 높아지고 탄성계수가 낮아진다.상대습도가 낮을 때(<23%) PSS 낟알들 사이에 강한 결합이 존재하면 골절 전 더 높은 계수와 낮은 변형률로 이어진다.상대습도가 높은 필름은 곡관간 골절에 의해 고장난 것으로 추정되지만 상대습도가 낮으면 곡관간 골절로 이어진다.3-glycidoxypropyltimethoxyxyilane(GOPS)과 같은 첨가제는 전기적 성질을 크게 저해하지 않고 1wt%의 저농도로도 수용성 매체의 기계적 안정성을 획기적으로 개선할 수 있다.[25]

PEDOT:PSS는 또한 기계적 손상을 입은 후 물에 잠겼을 경우 자가 치유 특성을 보여줄 수 있다.[26]이러한 자가 치유 기능은 PSS의− 저광학 특성에 의해 활성화될 수 있도록 제안된다.[27]일반 PEDOT:전기전도도를 향상시키는 PSS 첨가제는 자가 치유에 미치는 영향이 다양하다.에틸렌 글리콜은 전기적, 기계적 자가치유를 개선하는데 반해 황산은 전자를 감소시키지만 후자를 개선하는데, 아마도 자동분해를 겪기 때문일 것이다.폴리에틸렌 글리콜은 전기와 열전 자가치유를 개선하지만 기계적인 자가치유를 감소시킨다.[27]

PEDOT:PSS는 전도성 섬유 애플리케이션에도 매력적이다.열전 성질은 열전 성질이 열악하지만 습식 스핀닝은 섬유 도안 시 폴리머 체인의 우선 정렬로 전도도가 높고 섬유질이 뻣뻣해지는 것으로 나타났다.[28]

참조

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