Polymerní nanomateriályP319

Sol-gel metodaRoztok prekurzorů v rozpouštědle

Sol – suspenze koloidních částic v kapalině

Gel – třídimenzionální „nekonečná“ struktura – síť

Prekurzory-monomery-rozpouštědla-iniciátory-síťovadla

Spin-coating

Parametry podstatné pro výsledné vlastnosti vrstvy: -rychlost otáčení-úhlové zrychlení-doba otáčení-odtah výparů-vysoušení

Nenáročná technika pro depozice tenkých vrstev

Dip-coating

+ Velmi jednoduchá metoda

Elektrostatické zvlákňování(electrospinning)

Elektrostatické zvlákňování(electrospinning)

Zvlákňování z válcePřevzato z KNT FT TUL Liberec

Zvlákňování z jehlyPřevzato z KNT FT TUL Liberec

Zvlákňování z trnuPřevzato z KNT FT TUL Liberec

Elektrostatické zvlákňování(electrospinning)

Plazma

Plazma

Plazma

Voltampérová chrakteristika DC výboje

obloukový výboj

Townsendův výboj

korona

doutnavý výboj

Plazmové polymery

Plazmově polymerovaný PE

Konvenční PE

Plazmové polymery

Protective coatings

Low friction coatings

Biocompatible coatings

Vodivé polymeryObsah

- kovalentní, konjugované vazby- historie vodivých polymerů- aplikace (OLED, PSC, OFET)

Kovalentní vazba

Kovalentní vazba – sdílení e- páru

σ – maximální překryv orbitalů leží na spojnici jader (např. molekula H2, typ H-H)

π – maximální překryv orbitalů mimo spojnici jader – orbitaly p, d, f (F2, typ F-F)

Rozdíl elektronegativitdo 0,4 nepolární0,4 – 1,67 polární1,67 a více iontová

http://cs.wikipedia.org/wiki/Kovalentní_vazba

Konjugovaná vazbaKonjugovaná vazba – střídání jednoduchých a násobných vazeb

http://en.wikipedia.org/wiki/File:ConductivePoly.png

Příklady konjugovaných polymerů

Konjugovaná vazbadelokalizace elektronů

http://en.wikipedia.org/wiki/Hückel_method

Molekulární orbitaly butadienu

Konjugovaná vazbadelokalizace elektronů

http://courses.chem.psu.edu/chem210/mol-gallery/pi-systems/pisystems.html

etylen allyl 1,3 butadien 1,3 pentadienyl hexatrien benzen

E

Vodivé polymery- konjugované vazby – delokalizované elektrony- přítomnost volných nosičů náboje – dopování

Historie:

1840 – J. Fritsche – anilin

1862 – H. Letheby – polyanilin

50.léta 20.st. – přenos e- v nízkomolekulárních látkách, studium vodivých solí

60. léta 20.st. - studium organických polovodičů (malé molekuly)

70. léta 20.st. – dopování polyacetylenu iodem – Alan J. Heeger, Hideki Shirakawa,

Alan G. MacDiarmid – Nobelova cena za chemii (v r. 2000)

80. – 90. léta 20.st. – hledání dalších konjugovaných polymerů

(polypyrol, polythiofén, polyfenylen, poly(p-fenylenvinylen), ...)

20./21.st. – „organic electronics“ (organické solární články, OLED, tranzistory, ...)

Vodivé polymery

http://electrons.wikidot.com/create-new-page

Vodivosti konjugovaných polymerů

Nosiče v iodem dopovaném polyacetylenu

Vodivé polymery

NH ... polyanilinS ... domácí úkol

poly para-fenylen vinylentrans-polyacetylen

NH ... polypyrolS ... polythiofen

FluorenPEDOT PSS

polyethylenedioxythiophene polystyrene sulphonic acid

Vodivé polymeryněkteré aplikace

http://en.wikipedia.org/wiki/Light-emitting_diode

„klasická“ LED

Vodivé polymeryněkteré aplikace

http://samsungmania.mobilmania.cz/clanky/samsung-galaxy-round-displej-v-oblouku-preview/sc-3-a-1325007/default.aspx

http://www.oled-info.com/highly-flexible-oled-lighting-prototype-enable-thin-flexible-medical-sensors

OLED – Organic Light emitting diode (WOLED, PHOLED, FOLED, TOLED, AMOLED, PMOLED)

Vodivé polymery

http://www.howstuffworks.com/oled3.htm

PMOLEDAMOLED

Organické solární články(organic solar cells)

http://www.cartridgesave.co.uk/news/7-ink-technologies-from-the-bleeding-edge/

http://www.bnl.gov/newsroom/news.php?a=22563

http://www.nature.com/am/journal/2011/201102/full/am201151a.html

+ levná výrobní technologie+ flexibiliní substráty

- nízká účinnost oproti Si- potřeba dalšího vývoje

OFET

MOSFET

http://info.tuwien.ac.at/theochem/si-srtio3_interface/si-srtio3.html