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質(zhì)子離子液體用以增強(qiáng)導(dǎo)電聚合物薄膜導(dǎo)電性

2025-01-22 09:56:51 sh默尼 16

(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)是一種用于可拉伸透明導(dǎo)體(STCs)的導(dǎo)電材料。因其具有高導(dǎo)電性、光學(xué)透明度和可拉伸性而受到重視,這些特征是高性能可穿戴生物電子學(xué)的基本特性(如:生物信號和應(yīng)變傳感器)。為了增強(qiáng)這些特性,已有研究者探索了各種添加劑,例如:有機(jī)試劑、含氟表面活性劑、多元醇和離子液體(ILs)。其中,離子液體不僅提高了PEDOT:PSS的導(dǎo)電性和可拉伸性,而且還表現(xiàn)出優(yōu)異的生物相容性。目前的PEDOT:PSS/IL薄膜分別可達(dá)到高達(dá)2500 S cm-150%的導(dǎo)電性和拉伸性。但是,增強(qiáng)離子液體這些特性的機(jī)制尚不清楚,所以需要全面了解結(jié)構(gòu)-性能的關(guān)系,以便于開發(fā)基于PEDOT:PSSSTC。


此前研究中,雖然有報(bào)道稱某些離子液體(如:基于1-乙基-3-甲基咪唑陽離子(EMIM)的非質(zhì)子離子液體(ap-ILs)和基于1-甲基咪唑陽離子(p-MIM)的質(zhì)子離子液體(p-ILs))能改善PEDOT:PSS薄膜性能。然而,由于先前研究的p-ILs的數(shù)量有限,故p-ILs的普遍有效性尚未得到證實(shí),且相關(guān)機(jī)制缺乏清晰認(rèn)識,這在一定程度上阻礙了高性能PEDOT:PSS/IL材料的進(jìn)一步發(fā)展。

基于此,來自梨花女子大學(xué)Byoung Hoon Lee大邱大學(xué)Seoung Ho Lee研究團(tuán)隊(duì)通過分析基于具有不同烷基鏈長度的咪唑(IM)陽離子的質(zhì)子離子液體(非質(zhì)子離子液體來擴(kuò)大對p-IL有效性的研究。研究者們發(fā)現(xiàn),PEDOT:PSS/p-IL薄膜比PEDOTPSS/ap-IL薄膜有著更高的導(dǎo)電性和拉伸性,薄膜的導(dǎo)電性和拉伸性會隨著烷基鏈長度的減小而增加,使用雙質(zhì)子化p-IL時(shí),電導(dǎo)率和拉伸性分別可達(dá)2200 S cm-165%。


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