质子离子液体用以增强导电聚合物薄膜导电性

2025-01-22 09:56:51 sh默尼 18

(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)是一种用于可拉伸透明导体(STCs)的导电材料。因其具有高导电性、光学透明度和可拉伸性而受到重视,这些特征是高性能可穿戴生物电子学的基本特性(如:生物信号和应变传感器)。为了增强这些特性,已有研究者探索了各种添加剂,例如:有机试剂、含氟表面活性剂、多元醇和离子液体(ILs)。其中,离子液体不仅提高了PEDOT:PSS的导电性和可拉伸性,而且还表现出优异的生物相容性。目前的PEDOT:PSS/IL薄膜分别可达到高达2500 S cm-150%的导电性和拉伸性。但是,增强离子液体这些特性的机制尚不清楚,所以需要全面了解结构-性能的关系,以便于开发基于PEDOT:PSSSTC


此前研究中,虽然有报道称某些离子液体(如:基于1-乙基-3-甲基咪唑阳离子(EMIM)的非质子离子液体(ap-ILs)和基于1-甲基咪唑阳离子(p-MIM)的质子离子液体(p-ILs))能改善PEDOT:PSS薄膜性能。然而,由于先前研究的p-ILs的数量有限,故p-ILs的普遍有效性尚未得到证实,且相关机制缺乏清晰认识,这在一定程度上阻碍了高性能PEDOT:PSS/IL材料的进一步发展。

基于此,来自梨花女子大学Byoung Hoon Lee大邱大学Seoung Ho Lee研究团队通过分析基于具有不同烷基链长度的咪唑(IM)阳离子的质子离子液体(非质子离子液体来扩大对p-IL有效性的研究。研究者们发现,PEDOT:PSS/p-IL薄膜比PEDOTPSS/ap-IL薄膜有着更高的导电性和拉伸性,薄膜的导电性和拉伸性会随着烷基链长度的减小而增加,使用双质子化p-IL时,电导率和拉伸性分别可达2200 S cm-165%


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