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방법 논문

중성자 산란을 사용 하 여 활용 된 중합체 젤의 구조에 조명 효과 모니터링

5.6K 조회수

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DOI:

10.3791/56163

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2017년 12월 21일

 ,  , 

이 논문에서

요약

광전자에서 형성 하는 젤의 분석을 위한 프로토콜 활용 된 폴리머 poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT) 작은 사용 하 고 매우 작은 각 중성자 산란 존재 및 조명의 부재에 선물 된다.

초록

우리 모두 존재에 활용 된 중합체의 높은 농도 솔루션 및 흰색 빛 노출의 부재의 겔 화 프로세스를 효과적으로 모니터링 하는 프로토콜을 보여 줍니다. 제어 온도 경사로 시행 하 여 이러한 자료의 겔 화 모니터링할 수 있습니다 정확 하 게 그들은 효과적으로 유기의 솔루션 증 착 단계 경험된 조건 거울이 구조 진화를 통해 진행으로 전자 장치 제조입니다. 우리는이 과정을 통해 선택 구조 매개 변수의 진화를 계량 작은 각 중성자 산란 (SANS)와 적절 한 피팅 프로토콜 함께 매우 작은 각 중성자 산란 (USANS)를 사용 하 여. 철저 한 분석 겔 화 과정 전반에 걸쳐 지속적인된 빛 노출 크게 궁극적으로 형성 된 젤의 구조를 변경 하는 것을 나타냅니다. 특히, poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT) 나노 규모 집계의 집계 과정은 부정적인 조명, 궁극적으로 활용 된 폴리머 마이크로 구조에서 성장의 지체 결과의 존재에 의해 영향을 고 작은 규모 매크로 집계 클러스터의 형성입니다.

서론

활용 된 고분자 기능 재료 소자, 유기 발광 다이오드, 유기 반도체, 화학 센서 및 유기 태양 전지 등의 광범위 한 범위에서 활용할 수 있는 약속. 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 이 장치에 성과의 중요 한 측면은 주문 및 활성 레이어에 있는 고체에서 활용 된 중합체의 포장입니다. 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 이 형태학은 크게 미....

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프로토콜

적절 한 개인 보호 장비와 안전 후드 내에서 밖으로 화학 물질의 모든 처리를 수행 합니다. 이온화 방사선에 노출 하는 모든 샘플 시설 방사성 제어 기술자의 감독 하에 처리 되어야 합니다. 이 프로토콜은 적절 한 방사선 안전 교육을 완료 했다 개인에 의해 수행 되었다.

1. d-ODCB 솔루션에서 P3HT의 준비

  1. 샘플 수집
    1. 높은 regioregularity의 1 g을 구입 (> 90%) P3HT 분자 무게에서 범위 15-40 케이
    2. 고 순도의 5 g을 구입 (> 90 원자 %deuterated) d-4 1, 2-ODCB.
  2. 샘플 준비
    1. 유리 유리병에 0.45 μ m 체로 모든 d-ODCB 솔루션을 필터링 합니다.
    2. D-ODCB 5 g 유리 유리병에서의 1.66 g P3HT의 0.34 g를 결합 하 여 호 일 줄지어 모자.
      참고: 샘플 생성 및 전송 과정을 통해 주변 빛의 강도는 샘플 항상 노출은 최소화 합니다.
    3. 유리병에 자석 볶음 바 추가, 모자, 보안 및 parafilm으로 밀봉.
    4. 솔루션....

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결과

통해 SAN 및 USANS 실험, d-ODCB에서 P3HT의 겔 화 과정 20 ° c.에 완전히 gelled 상태로 70 ° C에서 분산된 솔루션 상태에서 효과적으로 모니터링 했습니다. 이러한 실험은 모두 완전 한 어둠 속에 흰색 빛 조명 아래 실시 했다. 그림 1 에 이러한 실험, 적합 한 예제 곡선으로 그림2에서 몇 가지 예제 감소 SAN 데이터 곡선 표시 됩니다. 이 데이터를 온도 감소 효과적으로 붙잡힌, 발생 하는 구조적인 변화 표시 명확한 증가 의해 절대 강도에 온도가 떨어질 때. 또한, 어둠 속에서 공부 하는 샘플의 분산 데이터와 데이터로 빛에 그 사이 명확한 차이 각 주어진된 온도 대 한 플롯 할 하지 오버랩. 이 빛의 노출 집계 프로세스를 크게 영향을 나타냅니다. 그림 3 다양 한 구조 매개 변수는.......

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토론

첫째, 타원형 실린더 모델 축척 비율에 증가 P3HT는 겔의 진행을 isconsistent 처리 nanofibril 단계에 표시 된 증가 나타냅니다 온도의 기능으로 SAN 데이터를 보고, . 무료 체인 Rg 의 감소 악화 열역학 조건 온도와 관련 된 감소 지 수 계시에 여전히 존재 P3HT 체인에 체인 붕괴 일으키는 Porod의 증가와 결합 하는 동시에, 솔루션입니다. 이러한 결과 보여주는 표시는 USANS 데이터와 결합 macroaggregate Rg 온도 감소에 따라 증가, 산란 실험가지고 효과적으로 점령 하 고 자기 조립 구조상의 진행 분석 솔-젤 전환, 그림 6에서 시각화 하는 과정을 중앙 처리 합니다. 겔 화 과정에 조명 효과에 관련 된 가벼운 노출의 기능 추가 정보 제공이 실험의 결과 분석 하 고 궁극적인 집계 구조 형성. 마찬가지로 그림 3에서 USANS 데이터 비교

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공개 사항

저자는 공개 없다.

감사의 글

저자는 기꺼이이 프로젝트의 지원에 대 한 국립 과학 재단 (DMR-1409034)를 인정합니다. 우리는 또한 어디 이러한 시설 지원 됩니다 일부 국립 과학 재단에 의해 계약에 따라이 작품에 사용 된 USANS 시설을 제공 하는 국립 연구소의 표준 및 상업, 기술, 미국 학과의 지원 인정 롤 DMR-0944772입니다. 이 연구의 SAN 실험 ORNL의 높은 유출 동위 원소 반응 기, 과학적인 사용자 시설 부문, 기본적인 에너지 과학의 사무실, 미국 에너지 부에 의해 후 원했다에 완료 되었습니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
M (106) 폴리 (3- 헥실 티오 펜 -2,5- 디일) (P3HT)Ossila104934-50-1공액 고분자
1,2 오르토 디클로로 벤젠 (ODCB)시그마 알드리치AC321260050용매

참고문헌

  1. Günes, S., Neugebauer, H., Sariciftci, N. S. Conjugated Polymer-Based Organic Solar Cells. Chem. Rev. 107 (4), 1324-1338 (2007).
  2. Burroughes, J. H., et al. Light-Emitting Diodes Based on Conjugated Polymers. Letters to Nature. 347, 539-541 (1990).
  3. Coakley, K. M., McGehee, M. D. Conj....

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