慕尼黑工業(yè)大學Peter Müller-Buschbaum教授團隊 ACS Nano：自支撐導電聚合物薄膜的多功能應用
2024-12-11 來源：高分子科技
近期，德國慕尼黑工業(yè)大學物理系Peter Müller-Buschbaum教授團隊提出一種Zn(TFSI)2離子鹽后處理導電聚合物PEDOT:PSS的策略以優(yōu)化薄膜材料的性能。 通過PEDOT:PSS與離子鹽之間的有益的離子交換(圖1a)，成功地調整PEDOT:PSS中固有的靜電相互作用。簡單而有效的一步離子鹽后處理改性的PEDOT:PSS自支撐薄膜的電氣性能可與其他復雜工程方法獲得的結果相媲美，還表現(xiàn)出增強的機械柔韌性（圖2）。為了深入了解整體性能提升的機制，采用了一系列互補的表征方案（圖1和圖3），以解釋從分子結構到長距離導電網(wǎng)絡的多重尺度結構。在分子水平上，可以觀察到離子交換反應、氧化水平、鏈構象、PEDOT 晶體的顯著變化，以及多余非導電PSS鏈的去除；在納米尺度上，通過形成電子滲透良好的網(wǎng)絡，對富含PEDOT的區(qū)域進行純化和致密化，可以實現(xiàn)晶粒間耦合。此外，本研究還證明了離子鹽改性的PEDOT:PSS自支撐薄膜在熱電發(fā)電機、高導電水凝膠和濕度響應執(zhí)行器領域的多功能應用的巨大前景。因此，本研究建立了多尺度結構—多功能特性—多功能應用的閉環(huán)關系。相關工作以題為“Electrostatic Tailoring of Freestanding Polymeric Films for Multifunctional Thermoelectrics, Hydrogels, and Actuators”的論文發(fā)表在最新一期的《ACS Nano》上。Suo Tu博士為論文第一作者，Peter Müller-Buschbaum教授和Ting Tian博士為論文共同通訊作者。慕尼黑工業(yè)大學化學系Roland A. Fischer教授和Xiaoxin Ma博士等人為本工作的重要合作者。
圖1.用離子鹽后處理的PEDOT:PSS薄膜的分子間相互作用、聚合物鏈構象和摻雜水平的變化
圖2.用離子鹽后處理的PEDOT:PSS薄膜的熱電和機械性能
圖3.用離子鹽后處理的PEDOT:PSS薄膜的微觀結構分析
圖4.PEDOT:PSS基薄膜的熱電發(fā)電機、導電水凝膠和濕度響應執(zhí)行器
全文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsnano.4c12502
版權與免責聲明：中國聚合物網(wǎng)原創(chuàng)文章？锘蛎襟w如需轉載，請聯(lián)系郵箱：info@polymer.cn，并請注明出處。
（責任編輯：xu）
相關新聞
- 中科大徐銅文團隊 Angew：溶劑化介導組裝合成大面積自支撐COF膜 2026-02-27
- 四川大學王延青 ACS AMI：單分散超長單壁碳納米管制備高倍率快充鋰離子電池：高韌性、無粘結劑、自支撐鈮鈦氧化物（TiNb2O7）厚電極 2025-08-26
- 天津大學葉龍教授 Macromolecules：表征自支撐高分子光電薄膜力學性能的新方法 2025-06-30
- 中國科大徐航勛教授課題組：可拉伸聚合物實現(xiàn)高靈敏度多功能無線感知 2019-11-27
- 國科大郭存悅/深大陳光明、杜春雨 CEJ：有機碳化修飾碳納米管及其高溫穩(wěn)定熱電性能 2025-02-14
- 深大陳光明/梁麗榮課題組 Nano Energy ：可調面內/面外結構的高性能柔性熱電發(fā)電機 2024-01-23
- 北大裴堅教授、王婕妤教授團隊《Sci. Adv.》：單一共軛聚合物實現(xiàn)超高n型和p型導電率和功率因子 2023-03-05
