Name: Reactieve Vapor Deposition van geconjugeerd polymeerlagen op willekeurige substraten (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-01-17T10:55:00.000+00:00
Duration: 7 min 32 s
Description: Leer reactieve dampsdepositie voor geconjugeerde polymeerlagen op ruwe substraten zoals textiel en papier. Deze methode maakt unieke elektronische apparaten op onconventionele materialen mogelijk.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

De auteurs mijn dankbaarheid uitspreken voor financiële steun van de ons Air Force Office voor wetenschappelijk onderzoek, onder overeenkomstnummer FA9550-14-1-0128. T. L. A. erkent ook dankbaar gedeeltelijke steun van de David en Lucille Packard Foundation.

Lees van MSDS voor reagentia en volg alle chemische veiligheidsmaatregelen zoals vereist door uw instelling.
1. de afzetting van Cl-PProDOT en Cl-PTT-
<ol><li>Het bouwen van de structuur van de op maat gemaakte buisvormige damp afzetting kamer zoals afgebeeld in Figuur 1.<ol>
<li>Maak een 1/4-inch (buitendiameter, OD) gesmolten kwarts kant inlaat van een 2-inch (OD) gesmolten kwarts buis. Het maken van een koude val met een op maat gemaakte U-vorm 1-in. roestvrij stalen buis en een Dewar kolf.</li>
		<li>Sluit de quartz-buis met een vacuüm gauge en koude val met behulp van roestvrij staal KF connectoren en quick-connect koppelingen. Plaats het monomeer in een ampul kwarts en de ampul verbinden met de tubulaire kamer via 1/4-inch quick-connect koppelingen en een naaldventiel. Plaats de oxidant in een smeltkroes in de zaal.</li>
		<li>Gebruik aparte verwarming videobanden als verwarmings-bronnen voor de oxidant, substraten en het monomeer. Voeg een gas-inlaat aan de rechterkant van de kamer om extra edelgassen om te controleren de proces Druk indien nodig.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Afzetting van Cl-PProDOT
	<ol>
<li>Voeg 50 mg van 3,4-propylenedioxythiophene (ProDOT) in de ampul monomeer en sluit deze aan op de tubulaire kamer. Het naaldventiel open te houden.</li>
		<li>Zet substraten (glasplaatje, stoffen, papier, enz.) in de kamer. De grootte van de substraten is 1,3 x 2,5 cm.</li>
		<li>Voeg 50 mg FeCl3 in een smeltkroes van 5 mL en plaatst u deze in de kamer. Opmerking: De relatieve posities van de inlaat monomeer, substraten en de kroes staan in Figuur 1. De afstand tussen de monomeer-inlaat en de Kroes is 13 cm.</li>
		<li>Inschakelen van de pomp. Sluit de klep aan de juiste kant van de zaal langzaam. Na de kamer druk lager is dan 525 mTorr (70 Pa), vloeibare stikstof toevoegen in de koude val.</li>
		<li>Wikkel de drie verwarming zones met verwarming tape en sluit de verwarming tape aan de temperatuur-controllers.</li>
		<li>Wanneer de druk afneemt tot de verwerking druk (52.5 mTorr, 7 Pa), sluit het naaldventiel van de monomeer-container.</li>
		<li>Beginnen met het verwarmen van de oxidant, de substraten en het monomeer op 170 ° C, 80 ° C en 80 ° C, respectievelijk. Na ~ 10 min, FeCl3 is verdampt en de rode FeCl3 solide wordt gevormd in de koele regio.</li>
		<li>Open het naaldventiel van de monomeer-container. Opmerking: Blauw gekleurde dunne lagen zal worden gevormd in de ondergrond-regio. Typische groeicijfers zijn ~ 10 nm/min. zorgen ervoor dat de FeCl3 damp wordt gevormd in de zaal alvorens het naaldventiel van het monomeer container te openen. Anders zal het monomeer reageren met FeCl3 solide in de Kroes en vormen een polymeer laag, waardoor de verdere verdamping van de oxidant.</li>
		<li>Sluit het naaldventiel van het monomeer container wanneer de gewenste dikte is bereikt. Schakel alle rompslomp van de verwarming en het systeem tot kamertemperatuur afkoelen.</li>
		<li>Open de ingangsafsluiter gas en uitschakelen van de pomp.</li>
		<li>De monsters uit de zaal te nemen. Voorzichtig Dompel de monsters in methanol gedurende 30 minuten om de resterende oxidator en monomeer te verwijderen. Opmerking: Spoelen tijd moet toenemen naarmate de verhoging van de dikte van de film. 30-min spoelen is typisch voor films dunner dan 100 nm op glas dia's. Films dikker dan 500 nm misschien delamineren van het substraat wanneer spoelen.</li>
		<li>Zorgvuldig föhnen de monsters met stikstofgas.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Afzetting van de Cl-PTT
	<ol>
<li>Toevoegen van 50 mg thieno [3,2 -b] thiofeen (TT) in de ampul monomeer en sluit deze aan op de tubulaire kamer. Het naaldventiel open te houden.</li>
		<li>Herhaal stap 1.2.2. naar 1.2.12.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. de afzetting van Br-PEDOT
<ol><li>
Afzetting kamer Setup
	<ol>
<li>Toevoegen van een extra 1/4-inch kant inham voor oxidanten aan de quartz-buis en er 8 inch afgezien van de inlaat monomeer. De vloeibare oxidator plaats in een ampul kwarts en sluit de ampul aan de tubulaire kamer dezelfde manier als het monomeer (Figuur 2).</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Afzetting van Br-PEDOT
	<ol>
<li>Voeg 2 mL 3,4-ethyleendioxythiofeen (EDOT) in het monomeer ampul en sluit de ampul aan de tubulaire kamer. Het naaldventiel open te houden.</li>
		<li>Plaats substraten (glasplaatje, stoffen, papier, enz.) in de tubulaire kamer in de buurt van de inlaat van de damp van de monomeer. De grootte van het substraat is 1,3 x 2,5 cm.</li>
		<li>In een zuurkast, voeg toe 2 mL Br2 in de ampul oxidant, sluit de ampul aan het naaldventiel en houden het naaldventiel gesloten. Het naaldventiel verbinden met de quartz-buis. Let op: BR2 is een gevaarlijke stof. Wees voorzichtig bij het verwerken.</li>
		<li>Inschakelen van de pomp. Sluit de klep aan de juiste kant van de zaal langzaam. Na de kamer druk lager is dan 525 mTorr (70 Pa), vloeibare stikstof toevoegen in de koude val.</li>
		<li>Wikkel de monomeer-regio met verwarming tape en verbinding te maken met een temperatuurregelaar. Het handhaven van het substraat en oxidator regio bij kamertemperatuur.</li>
		<li>Wanneer de druk afneemt om de druk van de verwerking van 52.5 mTorr (7 Pa), open het naaldventiel van de oxidant. Opmerking: De reactie is zeer snel. Blauwe PEDOT films zal dicht bij de inlaat van de monomeer vormen omdat Br2 zeer volatiel is.</li>
		<li>Sluiten de kleppen van de naald van zowel het monomeer en het oxiderend wanneer gewenste dikte wordt bereikt.</li>
		<li>Uitschakelen van de verwarming tape en het systeem tot kamertemperatuur afkoelen.</li>
		<li>Open de ingangsafsluiter gas en uitschakelen van de pomp. De monsters uit de zaal te nemen. Opmerking: Spoelen is niet nodig voor Br2-doped polymeren.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Kaltenbrunner, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrathin+and+lightweight+organic+solar+cells+with+high+flexibility%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">Ultrathin and lightweight organic solar cells with high flexibility.</a> Nat. Commun. 3, 770(2012).</li>
<li>Savagatrup, S., Printz, A. D., O'Connor, T. F., Zaretski, A. V., Lipomi, D. J. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/cm501021v">Molecularly Stretchable Electronics.</a> Chem. Mater. 26, 3028-3041 (2014).</li>
<li>Lee, J. -Y., Connor, S. T., Cui, Y., Peumans, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Semitransparent+Organic+Photovoltaic+Cells+with+Laminated+Top+Electrode%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Semitransparent Organic Photovoltaic Cells with Laminated Top Electrode.</a> Nano Lett. 10, 1276-1279 (2010).</li>
<li>Kaltenbrunner, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+ultra-lightweight+design+for+imperceptible+plastic+electronics%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">An ultra-lightweight design for imperceptible plastic electronics.</a> Nature. 499, 458-463 (2013).</li>
<li>Jost, K., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2011/ee/c1ee02421c">Carbon coated textiles for flexible energy storage.</a> Energy Environ. Sci. 4, 5060-5067 (2011).</li>
<li>Hu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stretchable%2C+Porous%2C+and+Conductive+Energy+Textiles%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Stretchable, Porous, and Conductive Energy Textiles.</a> Nano Lett. 10, 708-714 (2010).</li>
<li>Jost, K., Dion, G., Gogotsi, Y. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2014/ta/c4ta00203b/unauth#!divAbstract">Textile energy storage in perspective.</a> J. Mater. Chem. A. 2, 10776-10787 (2014).</li>
<li>Ding, Y., Invernale, M. A., Sotzing, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conductivity+Trends+of+PEDOT-PSS+Impregnated+Fabric+and+the+Effect+of+Conductivity+on+Electrochromic+Textile%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Appl.+Mater.+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Conductivity Trends of PEDOT-PSS Impregnated Fabric and the Effect of Conductivity on Electrochromic Textile.</a> ACS Appl. Mater. Interfaces. 2, 1588-1593 (2010).</li>
<li>Hong, K. H., Oh, K. W., Kang, T. J. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/app.21835/abstract">Preparation and properties of electrically conducting textiles by in situ polymerization of poly(3,4-ethylenedioxythiophene).</a> J. Appl. Polym. Sci. 97, 1326-1332 (2005).</li>
<li>Xu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1566119915300756">Fabric electrodes coated with polypyrrole nanorods for flexible supercapacitor application prepared via a reactive self-degraded template.</a> Org. Electron. 26, 292-299 (2015).</li>
<li>Du, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermoelectric+Fabrics%3A+Toward+Power+Generating+Clothing%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Rep%22%5BJournal%5D)">Thermoelectric Fabrics: Toward Power Generating Clothing.</a> Sci. Rep. 5, 6411(2015).</li>
<li>Yatvin, J., Sherman, S. A., Filocamo, S. F., Locklin, J. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/py/c5py00090d">Direct functionalization of Kevlar[registered sign] with copolymers containing sulfonyl nitrenes.</a> Polym. Chem. 6, 3090-3097 (2015).</li>
<li>Musumeci, C., Hutchison, J. A., Samori, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlling+the+morphology+of+conductive+PEDOT+by+in+situ+electropolymerization%3A+from+thin+films+to+nanowires+with+variable+electrical+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Controlling the morphology of conductive PEDOT by in situ electropolymerization: from thin films to nanowires with variable electrical properties.</a> Nanoscale. 5, 7756-7761 (2013).</li>
<li>Allison, L., Hoxie, S., Andrew, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Towards+seamlessly-integrated+textile+electronics%3A+methods+to+coat+fabrics+and+fibers+with+conducting+polymers+for+electronic+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Commun%22%5BJournal%5D)">Towards seamlessly-integrated textile electronics: methods to coat fabrics and fibers with conducting polymers for electronic applications.</a> Chem. Commun. 53, 7182-7193 (2017).</li>
<li>Alf, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+Vapor+Deposition+of+Conformal%2C+Functional%2C+and+Responsive+Polymer+Films%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Chemical Vapor Deposition of Conformal, Functional, and Responsive Polymer Films.</a> Adv. Mater. 22, 1993-2027 (2010).</li>
<li>Goktas, H., Wang, X., Boscher, N. D., Torosian, S., Gleason, K. K. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/tc/c6tc00567e">Functionalizable and electrically conductive thin films formed by oxidative chemical vapor deposition (oCVD) from mixtures of 3-thiopheneethanol (3TE) and ethylene dioxythiophene (EDOT).</a> J. Mater. Chem. C. 4, 3403-3414 (2016).</li>
<li>Sadki, S., Schottland, P., Brodie, N., Sabouraud, G. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2000/cs10.1039/a807124a">The mechanisms of pyrrole electropolymerization.</a> Chem. Soc. Rev. 29, 283-293 (2000).</li>
<li>Bhattacharyya, D., Howden, R. M., Borrelli, D. C., Gleason, K. K. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/polb.23138/abstract">Vapor phase oxidative synthesis of conjugated polymers and applications.</a> J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 50, 1329-1351 (2012).</li>
<li>Yamato, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0379677997800653">Synthesis of free-standing poly(3,4-ethylenedioxythiophene) conducting polymer films on a pilot scale.</a> Synth. Met. 83, 125-130 (1996).</li>
<li>Cheng, N., Zhang, L., Joon Kim, J., Andrew, T. L. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/tc/c7tc00293a">Vapor phase organic chemistry to deposit conjugated polymer films on arbitrary substrates.</a> J. Mater. Chem. C. 5, 5787-5796 (2017).</li>
<li>Borrelli, D. C., Lee, S., Gleason, K. K. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2014/tc/c4tc00881b">Optoelectronic properties of polythiophene thin films and organic TFTs fabricated by oxidative chemical vapor deposition.</a> J. Mater. Chem. C. 2, 7223-7231 (2014).</li>
<li>Jo, W. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oxidative+Chemical+Vapor+Deposition+of+Neutral+Hole+Transporting+Polymer+for+Enhanced+Solar+Cell+Efficiency+and+Lifetime%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Oxidative Chemical Vapor Deposition of Neutral Hole Transporting Polymer for Enhanced Solar Cell Efficiency and Lifetime.</a> Adv. Mater. 28, 6399-6404 (2016).</li>
<li>Wang, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CVD+Polymers+for+Devices+and+Device+Fabrication%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">CVD Polymers for Devices and Device Fabrication.</a> Adv. Mater. 29, 1604606(2017).</li>
<li>Kovacik, P., Hierro, G. d, Livernois, W., Gleason, K. K. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/-/content/articlehtml/2015/mh/c4mh00222a">Scale-up of oCVD: large-area conductive polymer thin films for next-generation electronics.</a> Mater. Horiz. 2, 221-227 (2015).</li>
<li>Barr, M. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+Monolithic+Integration+of+Organic+Photovoltaic+Circuits+on+Unmodified+Paper%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Direct Monolithic Integration of Organic Photovoltaic Circuits on Unmodified Paper.</a> Adv. Mater. 23, 3500-3505 (2011).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Het mechanisme van de reactie is oxidatieve polymerisatie. Polymeer coating methoden gebruiken hetzelfde mechanisme omvatten electropolymerization17 en damp fase polymerisatie18. Electropolymerization vereist een geleidende substraat, mist het voordeel van uniforme en hoekgetrouwe coating en is een milieu-onvriendelijke oplossingsgerichte methode19. De bestaande damp fase polymerisatie methode is vergelijkbaar met de methode hier gemeld, maar kan all...

Polymere uitvoeren en halfgeleidende materialen hebben unieke eigenschappen, zoals flexibiliteit1, rekbaarheid2, transparantie3en lage dichtheid,4 die bieden buitengewone mogelijkheden voor het maken van volgende generatie elektronische apparaten op niet-traditionele substraten. Op dit moment zijn veel onderzoekers endeavoring te profiteren van de unieke eigenschappen van polymere materialen maken flexibele en/of draagbare elektronica5,6 en intelligent textiel7. Toch blijft de mogelijkheid hoekgetrouw jas zeer gestructureerde oppervlakken en niet-robuuste substraten, zoals papier, stoffen en garens/threads, unmastered. Meestal zijn polymeren gesynthetiseerd en gecoat op oppervlakken met behulp van oplossingsmethoden. 8 , 9 , 10 , 11 , 12 hoewel oplossingsmethoden polymeer gecoate vezels/textiel bieden, de aldus verkregen coatings zijn vaak niet-uniforme en gemakkelijk beschadigd door kleine fysieke benadrukt13,14 . Oplossingsmethoden gelden ook niet voor coating papier vanwege problemen bevochtiging.
Reactieve vapor deposition kunt hoekgetrouwe geconjugeerd polymeerlagen maken op een breed scala van substraten, ongeacht de oppervlakte chemie/samenstelling, de oppervlakte-energie en de oppervlakte ruwheid/topografie15. In deze benadering zijn geconjugeerd polymeren gesynthetiseerd in de damp fase door gelijktijdig monomeer en oxidator dampen te leveren aan een oppervlak. Polymerisatie en film vorming treedt op op het oppervlak in een enkele, oplosmiddelvrije stap. Deze methode is theoretisch toepasbaar op elke geconjugeerd polymeer dat kan gesynthetiseerd worden door oxidatieve polymerisatie met behulp van oplossingsmethoden. Echter tot op heden, zijn protocollen voor het storten van slechts een smalle set van geconjugeerd polymeer structuren bekend. 15
Hier tonen we de afzetting van geleidende poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) en poly(3,4-propylenedioxythiophene) (PProDOT) en halfgeleidende poly (thieno [3,2 -b] thiofeen) (PTT) films via reactieve vapor deposition. Twee soorten oxidanten, solide FeCl3 en vloeibare Br2, worden gebruikt in het proces. De overeenkomstige polymeren heten Cl-PProDOT, Cl-PTT en Br-PEDOT. Zowel conventionele substraten, glas dia en onconventionele getextureerde substraten, zoals papier, handdoeken en stoffen, waren bedekt met de polymeerlagen.
Dit protocol beschrijft de installatie van de op maat gemaakte vapor deposition kamer en de details van de depositie-proces. Het is bedoeld om te helpen nieuwe beoefenaars aan hun afzetting systeem bouwen en gemeenschappelijke valkuilen damp-fase synthese gekoppeld te vermijden.

<table><tbody><tr><td>3,4-Ethyleendioxythiofeen, 97%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>483028</td><td></td></tr><tr><td>3,4-Propyleendioxythiofeen, 97%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>660485</td><td></td></tr><tr><td>Thieno[3,2-b]thiofeen, 95%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>702668</td><td></td></tr><tr><td>FeCl3, 97%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>157740</td><td></td></tr><tr><td>Br2</td><td>Sigma Aldrich</td><td>207888</td><td></td></tr></tbody></table>

reactieve vapor deposition van geconjugeerd polymeerlagen op willekeurige substraten

Reactive Vapor Deposition of Conjugated Polymer Films on Arbitrary Substrates

We tonen een methode van hoekgetrouw coating geconjugeerd polymeren op willekeurige substraten met behulp van een speciaal ontworpen, lagedruk reactie kamer. Geleidende polymeren, poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) en poly(3,4-propylenedioxythiophene) (PProDOT), en een halfgeleidende polymeer, poly (thieno [3,2 -b] thiofeen) (PTT), werden gestort op onconventionele zeer rommelige en gestructureerde ondergronden met hoge oppervlakten, zoals papier, handdoeken en stoffen. Dit gemeld afzetting kamer is een verbetering van vorige damp reactoren omdat ons systeem is geschikt voor zowel vluchtige en niet-vluchtig monomeren, zoals 3,4-propylenedioxythiophene en thieno [3,2 -b] thiofeen. Gebruik van zowel vaste en vloeibare oxidanten zijn ook aangetoond. Een beperking van deze methode is dat het ontbreekt aan verfijnde in situ dikte monitoren. Polymer coatings de veelgebruikte oplossing gebaseerde coating-methoden, zoals het spin-coating en oppervlaktebehandeling enten, die zijn vaak niet uniform of gevoelig voor mechanische aantasting. Dit meldde damp fase afzetting methode die nadelen overwint en is een sterk alternatief voor gemeenschappelijke oplossingsgerichte coating methoden. Met name zijn polymeerlagen bekleed door de gerapporteerde methode uniforme en hoekgetrouwe op ruwe oppervlakken, zelfs op een schaal micrometer. Deze functie zorgt voor de toekomstige toepassing van damp gestort polymeren in elektronikaapparaten op flexibele en zeer gestructureerde ondergronden.

De dikte van Cl-PProDOT films op 1,3 x 2,5 cm glas dia's geplaatst op discrete laterale posities langs de centrale buis gevormd werden gemeten door een profilometer (Figuur 3). Geleidbaarheid werden berekend op basis van de soortelijke weerstand metingen met behulp van een huis-gebouwde vier-punts sonde teststation. De gemeten geleidendheid van een 100-nm dik-Cl-PProDOT film op glas dia's is 106 S/cm, dat is voldoende om zich te kwalificeren voor deze film al...

Dit document stelt een protocol voor reactieve damp afzetting van poly(3,4-ethylenedioxythiophene), poly(3,4-propylenedioxythiophene) en poly (thieno [3,2 -b] thiofeen) films op glazen dia's en ruwe ondergronden, zoals textiel en papier.

Reactieve Vapor Deposition van geconjugeerd polymeerlagen op willekeurige substraten

We demonstrate a method of conformally coating conjugated polymers on arbitrary substrates using a custom-designed, low-pressure reaction chamber. ...

Het algemene doel van dit experiment is om conformele coatings van geleidende of halfgeleidende polymeerfilms te creëren op ruwe en getextureerde substraten met behulp van een op maat ontworpen reactieve dampdepositionkamer. Deze methode maakt het mogelijk om zachte elektronische materialen te deponeren op onconventionele substraten om unieke apparaten zoals textielelektronica te fabriceren. Het belangrijkste voordeel van onze kamer is dat een breed scala aan polymeren kan worden dampgedeponeerd, wat betekent dat er gestructureerde, diverse geconjugeerde polymeerfilms kunnen worden gemaakt.Om met de procedure te beginnen, plaats 50 milligram ProDOT in een kwartsmartimer-ampul. Verbind de ampul via een veerkwart inch snelkoppeling en een naaldklep. Wikkel de ampul, de metalen onderdelen en de temperatuursondes met een verwarmingstape.Verbind de ampul met de buisvormige kamer, houd de naaldklep open. Gebruik vervolgens lange pincetten om vijf 1,3 centimeter bij 2,5 centimeter substraten van de gewenste materialen naast elkaar in de substratenverwarmingszone te plaatsen. Plaats een vijf milliliter alumina crucibel met 50 milligram ijzer 3 chloride in de oxidatorverwarmingszone.Sluit het uiteinde van de kamer, sluit langzaam de inlaatklep voor inert gas en start de vacuümpomp. Zodra de druk in de kamer onder de 525 millitorr komt, vul de koude vangbeker met vloeibare stikstof. Wikkel elk van de drie verwarmingszones in verwarmingstape.Verbind de tapes met temperatuurregelaars. Wanneer de kamer de verwerkingsdruk van 52,5 millitorr bereikt, sluit de martimer-ampulnaaldklep. Stel de oxidatorverwarmer in op 170 graden Celsius en de substraten- en martimerverwarmers op 80 graden Celsius.Verhit gedurende ongeveer tien minuten op die temperaturen om het ijzer 3 chloride volledig te verdampen vanuit de crucibel. Bevestig dat verdampt ijzer 3 chloride zich afzet als een rode vaste stof in het koele gebied van de buis, tussen de oxidator en de gasinlaat voordat u verder gaat. Open vervolgens de naaldklep van de martimer-ampul, laat de blauwe dunne films aangroeien tot de gewenste dikte op de substraten.De naaldklep naar de martimer-ampullen moet worden geopend nadat ijzerchloridedamp in de kamer is gevormd. Anders zal de martimerdamp reageren met oxidator in de crucibel om een polymeerlaag rond het poederoppervlak te vormen. Sluit de martimer-ampulnaaldklep wanneer de gewenste filmdikte is bereikt.Schakel de verwarmingstapes uit en laat het systeem onder vacuüm afkoelen tot kamertemperatuur. Zodra het systeem is afgekoeld, opent u de inerte gasklep en stopt u de vacuümpomp. Verwijder de monsters uit de kamer met behulp van lange pincetten.Dompel de monsters gedurende 30 minuten in methanol om resterend ongereageerde oxidator en martimer te verwijderen. Ga zorgvuldig om met films die dikker zijn dan 500 nanometer op glazen substraten, omdat ze tijdens het spoelen kunnen afbrokkelen. Wanneer het methanol spoelen voltooid is, droog de monsters voorzichtig onder een zachte stroom stikstofgas.Om met de procedure te beginnen, plaatst u twee milliliter EDOT in een kwartsmartimer-ampul. Verbind de ampul met de naaldklep en wikkel ze met verwarmingstape. Verbind de ampul met de buisvormige kamer, houd de naaldklep open.Gebruik vervolgens lange pincetten om 1,3 centimeter bij 2,5 centimeter substraten naast elkaar te plaatsen tussen de twee reagenstorderingangen. Sluit vervolgens het uiteinde van de kamer. Laad in een afzuigingskast twee milliliter vloeibaar broom in een kwartsoxidant-ampul.Uitrust de ampul met een gesloten naaldklep. Verbind de oxidantampul met de kamer via de gesloten naaldklep. Start vervolgens de vacuümpomp met de inlaatklep voor inert gas gesloten.Zodra de druk in de kamer onder de 525 millitorr komt, vul de koude vangbeker met vloeibare stikstof. Verbind het met verwarmingstape omwikkelde martimerverwarmingsgebied met een temperatuurregelaar. Wanneer de kamer de verwerkingsdruk van 52,5 millitorr bereikt, stel de martimerverwarmer in op 80 graden Celsius.Verhit gedurende ongeveer tien minuten op die temperatuur om de martimer te verdampen. Open vervolgens de oxidantnaaldklep slechts licht, omdat vloeibaar broom zeer vluchtig is. Bewaak de depositie van de blauwe PE-DOT-films zodat wanneer de films hun gewenste dikte hebben bereikt, de martimer en oxidantnaaldkleppen worden gesloten, de verwarmingstape wordt uitgeschakeld en de kamer wordt onder vacuüm afgekoeld tot kamertemperatuur.Open vervolgens de inlaatklep voor inert gas en stop de vacuümpomp. Bij gebruik van broom als oxidator is spoelen niet nodig. De maximale chloor gedopte polyproDOT-filmdikte werd waargenomen op ongeveer twee centimeter van de martimer-ampulinlaat.Atomaire krachtmicroscopie werd gebruikt om de morfologie te karakteriseren. De geleidbaarheid van een 100 nanometer dikke chloorgedopte polyproDot-film was 106 siemans per centimeter. Het verwijderen van resterend ijzer 3 chloride werd bevestigd met x-ray foto-elektronspectroscopie, wat aangeeft dat de geleidbaarheid uitsluitend afkomstig is van het polymeer.Chloorgedopte PTT-films werden gedeponeerd op papier, corduroy-stof en katoenen stof, waardoor de ongerepte witte substraten donkerrood gingen lijken. Scanning electron microscopy gaf aan dat de films uniform conform waren op de drie getextureerde oppervlakken op micrometer schaal. UV vis spectroscopie van de chloorgedopte polyproDot en broom gedopte PEDOT-films, toonde brede, kenmerkloze absorptiebanden voorbij 600 nanometer, wat aangeeft dat de films P-gedoopt bleven na verwijdering van overtollig oxidator met methanol.Deze band werd niet waargenomen voor chloorgedopte PTT, wat aangeeft dat het volledig D-gedoopt was tijdens de methanol spoeling. Eenmaal beheerst, kan deze techniek in 2 uur worden uitgevoerd, als het goed wordt uitgevoerd. Na de ontwikkeling ervan, stelde deze techniek onderzoekers in staat om commerciële stoffen en vezels om te zetten in elektronische

reactive-vapor-deposition-conjugated-polymer-films-on-arbitrary

Research

JoVE Journal

Chemistry

Scheikunde

Een procedure voor het uitvoeren van reducerende elektropolymerisatie van vinylbevattende verbindingen op glasachtige koolstof en met fluor gedopte tin-oxide gecoate elektroden wordt gepresenteerd. Aanbevelingen over configuraties van elektrochemische cellen en procedures voor het oplossen van problemen zijn inbegrepen. Hoewel niet expliciet hier beschreven, volgt oxidatieve elektropolymerisatie van pyrrolebevattende verbindingen vergelijkbare procedures als vinyl-gebaseerde reducerende...

Reductieve elektropolymerisatie van een vinyl bevattende poly-pyridyl Complex op glazige koolstof en fluor gedoteerde tinoxide elektroden

We beschrijven een methode voor het fabriceren van grootoppervlakte (tot 13 cm diameter) en ultradunne (zo dun als 8 nm) polymeerfilms. In plaats van een opofferlaag te gebruiken om de film van zijn substraat te delamineren, gebruiken we een zelflimiterende oppervlaktebehandeling die geschikt is voor willekeurig grote oppervlakken.

Fabricage van Groot-area Vrijstaande Ultradunne Polymer Films

In dit artikel beschrijven we de interfaciale synthese van geconjugeerde microporeuze polymeren (CMP) op opofferende substraten, en de oplossing van het substraat voor de bereiding van vrijstaande CMP-nanomembranen. Bovendien zullen we beschrijven hoe de kwetsbare nanomembranen kunnen worden overgedragen naar andere substraten.

Layer-by-layer synthese en de overdracht van Vrijstaande geconjugeerde Microporous Polymer Nanomembranes

Er wordt een methode beschreven voor de atoomorganische radicalenpolymerisatie van gefunctionaliseerde vinylmonomeren met behulp van peryleen als zichtbaar-lichtfotocatalyst.

Atoomoverdrachtsradicaalpolymerisatie van gefunctionaliseerde vinylmonomeren behulp Perylene als zichtbaar licht Photocatalyst

Er wordt een protocol gepresenteerd voor de synthese en bereiding van nanodeeltjes bestaande uit elektroactieve polymeren.

Elektroactieve Polymer Nanodeeltjes Exposeren Fotothermisch Properties

Oppervlakte fabricage methoden voor patroon afzetting van nanometer dik borstels of micron dik, kruisverwijzende films van een azlactone blok co-polymeer worden gemeld. Kritische experimentele stappen, representatieve resultaten en beperkingen van elke methode worden besproken. Deze methoden zijn handig voor het creëren van functionele interfaces met op maat gemaakte fysieke kenmerken en afstembare oppervlakte reactiviteit.

Fabriceren van reactieve oppervlakken met borstel-achtige en kruisverwijzende Films van Azlactone-matiemaatschappij blok co-polymeren

We presenteren een procedure voor een zeer gecontroleerde en rimpelloze overdracht van blokcopolymeer dunne films op poreuze ondersteunings substraten met behulp van een 3D-gedrukte afvoer kamer. De afvoer kamer ontwerp is van algemeen belang voor alle procedures waarbij de overdracht van macromoleculaire films op poreuze substraten, die normaalgesproken met de hand gedaan in een irreproducible mode.

Procedure voor de overdracht van polymeer folies op poreuze substraten met geminimaliseerde gebreken

Hier wordt een protocol gepresenteerd voor de fabricage van efficiënte, eenvoudige, oplossingsgesteerde organische lichtgevende diodes met lage roll-off.

Ontwikkeling van efficiënte OLED's vanuit solution deposition

Dit artikel beschrijft een eenvoudige techniek voor het coaten van elektrogesponnen PAN-nanovezels met elektroactieve polymeren met behulp van dampafzetting. De effecten van het oxidatiemiddel FeCl₃ op de afzetting van poly(3,4-ethyleendioxythiofeen) coatings op PAN werden onderzocht om de polymeergroei, vezeldiameter en algehele mechanische sterkte van de nanovezelmatten te begrijpen en te optimaliseren.

Dampfaseafzetting van elektroactief poly (3,4-ethyleendioxythiofeen) op elektrogesponnen polymeer nanovezels

Hierin worden de procedures voor Plasma-ondersteunde chemische damp depositie van perfluoralkanen op microporeuze materialen zoals metaal-organische frameworks om hun stabiliteit en hydrophobicity vergroten, worden beschreven. Verder wordt doorbraak testen van milligram hoeveelheden monsters beschreven.

Voorbereiding van hydrofobe Metal-Organic Frameworks via Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition van perfluoralkanen voor de verwijdering van ammoniak

Leer reactieve dampsdepositie voor geconjugeerde polymeerlagen op ruwe substraten zoals textiel en papier. Deze methode maakt unieke elektronische apparaten op onconventionele materialen mogelijk.

Reactieve Vapor Deposition van geconjugeerd polymeerlagen op willekeurige substraten

Meer video's verkennen