Polymerní nanomateriály

Prezentace na téma: "Polymerní nanomateriály"— Transkript prezentace:

1 Polymerní nanomateriály

2 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

3 Spin-coating Nenáročná technika pro depozice tenkých vrstev
Parametry podstatné pro výsledné vlastnosti vrstvy: rychlost otáčení úhlové zrychlení doba otáčení odtah výparů vysoušení

4 Dip-coating + Velmi jednoduchá metoda

5 Elektrostatické zvlákňování
(electrospinning)

6 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

7 Elektrostatické zvlákňování
(electrospinning)

8 Plazma

9 Plazma

10 Plazma Voltampérová chrakteristika DC výboje Townsendův výboj korona
doutnavý výboj obloukový výboj Voltampérová chrakteristika DC výboje

11 Plazmové polymery Konvenční PE Plazmově polymerovaný PE

12 Plazmové polymery Protective coatings Low friction coatings
Biocompatible coatings

13 Vodivé polymery Obsah kovalentní, konjugované vazby
historie vodivých polymerů aplikace (OLED, PSC, OFET)

14 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

15 Konjugovaná vazba Konjugovaná vazba – střídání jednoduchých a násobných vazeb Příklady konjugovaných polymerů

16 delokalizace elektronů
Konjugovaná vazba delokalizace elektronů Molekulární orbitaly butadienu

17 delokalizace elektronů
Konjugovaná vazba delokalizace elektronů E etylen allyl ,3 butadien 1,3 pentadienyl hexatrien benzen

18 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, ...)

19 Vodivé polymery Nosiče v iodem dopovaném polyacetylenu
Vodivosti konjugovaných polymerů

20 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

21 Vodivé polymery některé aplikace „klasická“ LED

22 Vodivé polymery některé aplikace
OLED – Organic Light emitting diode (WOLED, PHOLED, FOLED, TOLED, AMOLED, PMOLED) samsung-galaxy-round-displej-v-oblouku-preview/sc-3-a /default.aspx

23 Vodivé polymery AMOLED PMOLED

24 Organické solární články
(organic solar cells) + levná výrobní technologie + flexibiliní substráty - nízká účinnost oproti Si - potřeba dalšího vývoje

25 OFET MOSFET