Synthesis and coating of electroactive polymers: wet vs. dry processing

Meer inzicht in elektro-actieve polymeren

Elektro-actieve polymeren hebben de afgelopen decennia veel belangstelling gekregen vanwege hun vermogen om metaalachtige geleidbaarheid te vertonen terwijl ze tegelijkertijd polymeerachtige flexibiliteit behouden. Ze vinden vooral toepassingen in de sectoren micro-elektronica, medicijnen en energie, met name waar biocompatibiliteit belangrijk is. Dit komt door hun zachte en flexibele karakter, waardoor ze beter geschikt zijn voor de menselijke interface in vergelijking met hun anorganische tegenhangers.

Omdat deze polymeren vaak worden toegepast in de vorm van een dunne laag op een onderliggend substraat, is er veel onderzoek gedaan naar de synthese en verwerking van de polymeren in coatings. Hiervoor zijn er gelijktijdig twee verschillende technieken ontwikkeld, met en zonder het gebruik van oplosmiddel. Elk van deze technieken kent sterke punten en uitdagingen met betrekking tot het type polymeer, polymeerfilmvorming, filmeigenschappen, substraatkeuze en grensvlakfenomenen.

In zijn proefschrift geeft Afshin Dianatdar Langeroudi eerst een overzicht van elektro-actieve polymeren en hun verwerkingstechnieken, namelijk natte en droge routes. De voor- en nadelen van elke route bespreekt hij in detail besproken op basis van de actuele literatuur. De wetenschappelijke vooruitgang en technologische relevantie zijn kritisch vergeleken. Daarna beschrijft Dianatdar Langeroudi methodes om verschillende aspecten van deze polymeren te bestuderen.

Vervolgens koos hij een elektroactieve eenheid (trifenylamine) als bouwsteen voor het ontwerp en de synthese van verschillende polymeerarchitecturen en onderzocht hoe dit hun elektrochemische energieopslagprestaties beïnvloedt. Deze polymeren zijn onderzocht met behulp van natte verwerking, omdat droge verwerking een te grote uitdaging zou zijn.

In het tweede deel van dit proefschrift gaat Dianatdar Langeroudi in op de droge verwerkingstechniek van oxidatieve chemische dampafzetting (oCVD). Hij bespreekt deze vanaf de eerste toepassingen, van minder dan twee decennia geleden, tot aan de huidige stand van de techniek. Een unieke bijdrage van zijn proefschrift is de synthese van polypyrrool met behulp van oCVD, waarbij een diepgaande moleculaire karakterisering inzicht biedt in de verwerkingsconditie en dunne-filmeigenschappen. De toepassing voor geleidende coatings van polypyrrool zijn bestudeerd in de context van twee verschillende toepassingen, namelijk elektrochemische energieopslag en piëzoresistieve detectieapparaten die poreuze of verfijnde substraten gebruiken.

Afshin Dianatdar Langeroudi verrichtte zijn promotieonderzoek aan de afdeling Producttechnologie van het Engineering and Technology institute Groningen (ENTEG) met financiering via de RUG.

Proefschrift: http://hdl.handle.net/11370/101ae675-c084-46f1-afa3-af33cbc4d55e