Medische apparaten, auto's en vele geavanceerde technologieën bevatten talloze delicate componenten die bij elkaar worden gehouden door elektrisch geleidende polymeren, zoals polyaniline. Gedurende tientallen jaren heeft de synthese van polyaniline voor industriële elektronicatoepassingen te maken gehad met een grote beperking:welk oplosmiddel vergemakkelijkt de synthese het beste? Deze abstracte vraag is belangrijk voor het minimaliseren van de kosten en complexiteit van de productie van polyaniline en het faciliteren van nuttige eigenschappen zoals vormgeving. De mogelijkheid om een ​​reeks goedkope oplosmiddelen met een laag kookpunt te gebruiken zou een grote hulp zijn bij veelzijdige polymeerverwerkingsmodi zoals inkjetprinten, maar was tot nu toe ongrijpbaar gebleven.

In een recentelijk gepubliceerd onderzoek in Polymer-Plastics Technology and Materials , hebben onderzoekers van de Universiteit van Tsukuba en samenwerkende partners polyaniline gesynthetiseerd in verschillende gangbare oplosmiddelen. Dit verbeterde vermogen om polyaniline te synthetiseren en te verwerken, zal de productie aanzienlijk vereenvoudigen en de productiekosten verlagen.

"Polyaniline is een extreem veelzijdig polymeer in routinematige en geavanceerde technologieën, maar beperkingen op het gebruik van oplosmiddelen voor synthese hebben deze veelzijdigheid lang gehinderd", legt professor Hiromasa Goto, senior auteur, uit. "Onze ontdekking van hoe polymerisatie in verschillende oplosmiddelen kan worden vergemakkelijkt, zal nuttig zijn in fundamenteel onderzoek en industriële toepassingen."

De onderzoekers maakten in één stap polyaniline uit anilinesulfaat door een kleine hoeveelheid jodium aan het reactiemengsel toe te voegen. Veel oplosmiddelen waren compatibel met deze procedure, waaronder niet-toxische ethanol en dichloormethaan. Uitgebreide instrumentele karakteriseringen toonden aan dat het met deze methode geproduceerde polyaniline de kristalliniteit en elektrische eigenschappen vertoonde alsof het met conventionele methoden was bereid.

"Een bijzonder opwindend resultaat is het gemak waarmee industrieel bruikbare polymeerlegeringen kunnen worden bereid, zoals mengsels met polystyreen of cellulosederivaten", zegt professor Goto. "Elektrisch geleidende verf, geavanceerde rubbermengsels en andere materialen zijn nu eenvoudig te bereiden, wat naar verwachting de productontwikkeling op diverse gebieden zal vergemakkelijken."

Hoe zit het met het toegevoegde jodium dat de productie van polyaniline vergemakkelijkt? De onderzoekers stellen voor dat jodium een ​​elektronenacceptordoteringsmiddel is dat de productie van gelokaliseerde polaronen vergemakkelijkt, wat cruciaal is voor de daaropvolgende polymerisatie door radicale kettingreacties.

De resultaten van deze studie zullen helpen om polyaniline beter compatibel te maken met inkjetprinten en andere nuttige verwerkingstechnologieën, en zo de productie van printplaten en andere veelvoorkomende componenten van moderne elektronica te vereenvoudigen. Door zich te concentreren op het nogal abstracte onderwerp van compatibiliteit met oplosmiddelen, zullen veel routinematige en geavanceerde technologieën gemakkelijker te maken zijn tegen lagere kosten. + Verder verkennen

Sterker dan spinzijde:Bagworm-zijde maakt sterk geleidende vezels mogelijk