Polymerní nanomateriály
Sol-gel metoda Roztok prekurzorů v rozpouštědle Prekurzory monomery Sol – suspenze koloidních částic v kapalině Gel – třídimenzionální „nekonečná“ struktura – síť Prekurzory monomery rozpouštědla iniciátory síťovadla
Spin-coating Nenáročná technika pro depozice tenkých vrstev Parametry podstatné pro výsledné vlastnosti vrstvy: rychlost otáčení úhlové zrychlení doba otáčení odtah výparů vysoušení
Dip-coating + Velmi jednoduchá metoda
Elektrostatické zvlákňování (electrospinning)
Elektrostatické zvlákňování (electrospinning) Zvlákňování z trnu Převzato z KNT FT TUL Liberec Zvlákňování z jehly Převzato z KNT FT TUL Liberec Zvlákňování z válce Převzato z KNT FT TUL Liberec
Elektrostatické zvlákňování (electrospinning)
Plazma
Plazma
Plazma Voltampérová chrakteristika DC výboje Townsendův výboj korona doutnavý výboj obloukový výboj Voltampérová chrakteristika DC výboje
Plazmové polymery Konvenční PE Plazmově polymerovaný PE
Plazmové polymery Protective coatings Low friction coatings Biocompatible coatings
Vodivé polymery Obsah kovalentní, konjugované vazby historie vodivých polymerů aplikace (OLED, PSC, OFET)
Kovalentní vazba Kovalentní vazba – sdílení e- páru σ – maximální překryv orbitalů leží na spojnici jader (např. molekula H2, typ H-H) π – maximální překryv orbitalů mimo spojnici jader – orbitaly p, d, f (F2, typ F-F) Rozdíl elektronegativit do 0,4 nepolární 0,4 – 1,67 polární 1,67 a více iontová http://cs.wikipedia.org/wiki/Kovalentní_vazba
Konjugovaná vazba Konjugovaná vazba – střídání jednoduchých a násobných vazeb Příklady konjugovaných polymerů http://en.wikipedia.org/wiki/File:ConductivePoly.png
delokalizace elektronů Konjugovaná vazba delokalizace elektronů Molekulární orbitaly butadienu http://en.wikipedia.org/wiki/Hückel_method
delokalizace elektronů Konjugovaná vazba delokalizace elektronů E etylen allyl 1,3 butadien 1,3 pentadienyl hexatrien benzen http://courses.chem.psu.edu/chem210/mol-gallery/pi-systems/pisystems.html
Vodivé polymery konjugované vazby – delokalizované elektrony přítomnost volných nosičů náboje – dopování Historie: 1840 – J. Fritsche – anilin 1862 – H. Letheby – polyanilin 50.léta 20.st. – přenos e- v nízkomolekulárních látkách, studium vodivých solí 60. léta 20.st. - studium organických polovodičů (malé molekuly) 70. léta 20.st. – dopování polyacetylenu iodem – Alan J. Heeger, Hideki Shirakawa, Alan G. MacDiarmid – Nobelova cena za chemii (v r. 2000) 80. – 90. léta 20.st. – hledání dalších konjugovaných polymerů (polypyrol, polythiofén, polyfenylen, poly(p-fenylenvinylen), ...) 20./21.st. – „organic electronics“ (organické solární články, OLED, tranzistory, ...)
Vodivé polymery Nosiče v iodem dopovaném polyacetylenu Vodivosti konjugovaných polymerů http://electrons.wikidot.com/create-new-page
polyethylenedioxythiophene polystyrene sulphonic acid Vodivé polymery trans-polyacetylen poly para-fenylen vinylen NH ... polypyrol S ... polythiofen NH ... polyanilin S ... domácí úkol Fluoren PEDOT PSS polyethylenedioxythiophene polystyrene sulphonic acid
Vodivé polymery některé aplikace „klasická“ LED http://en.wikipedia.org/wiki/Light-emitting_diode
Vodivé polymery některé aplikace OLED – Organic Light emitting diode (WOLED, PHOLED, FOLED, TOLED, AMOLED, PMOLED) http://www.oled-info.com/highly-flexible-oled-lighting-prototype-enable-thin-flexible-medical-sensors http://samsungmania.mobilmania.cz/clanky/ samsung-galaxy-round-displej-v-oblouku-preview/sc-3-a-1325007/default.aspx
Vodivé polymery AMOLED PMOLED http://www.howstuffworks.com/oled3.htm
Organické solární články (organic solar cells) http://www.cartridgesave.co.uk/news/7-ink-technologies-from-the-bleeding-edge/ http://www.nature.com/am/journal/2011/201102/full/am201151a.html + levná výrobní technologie + flexibiliní substráty - nízká účinnost oproti Si - potřeba dalšího vývoje http://www.bnl.gov/newsroom/news.php?a=22563
OFET MOSFET http://info.tuwien.ac.at/theochem/si-srtio3_interface/si-srtio3.html