Organiska polymerer används i solceller, sensorer, Lysdioder och i många andra enheter. En specifik typ av polymer, S-PPV, ansågs tidigare vara lovande i teorin, men nästan omöjligt att producera ur ett tekniskt perspektiv. Efter många års arbete, ett team från TU Wien har nu identifierat en ny kemisk syntesprocess för produktion av S-PPV. Denna produktionsprocess har nu patenterats.

"PPV är polymerer som har fantastiska tekniska egenskaper, "säger Florian Glöcklhofer från Institute of Applied Synthetic Chemistry vid TU Wien." De leder elektrisk ström och interagerar med ljus på ett sådant sätt att de är av stort intresse för användning i solceller eller lysdioder. "De har en lång, fast kolvätekonstruktion till vilken vissa sidogrupper är fästa. Genom att välja olika sidogrupper, det är möjligt att ställa in materialets elektroniska egenskaper.

Tills nu, O-PPV har använts för detta; dessa är PPV:er vars sidgrupper är kopplade till resten av polymeren via en syreatom. "Om det är möjligt att ersätta syre sidogrupper med svavel sidogrupper, detta skapar en ny polymer, en S-PPV, som har väsentligt förbättrade egenskaper, "säger Florian Glöcklhofer." Vi visste att detta kan leda till förbättringar i transporten av elektrisk ström och att detta avsevärt skulle förbättra polymerens totala stabilitet. "

Erfarna kollegor försökte avråda Glöcklhofer från att försöka producera dessa S-PPV:er. "Det ansågs vara för svårt, "förklarar Glöcklhofer. Ändå, han bestämde sig för att driva projektet vidare och det blev snart uppenbart att detta verkligen skulle bli en komplicerad utmaning. "Det var viktigt för oss att utveckla en syntetiserande metod som var både enkel och billig, med så få syntessteg som möjligt, och utan behov av dyra specialkatalysatorer, "säger Glöcklhofer." I slutändan, vi vill producera material som kan användas i industriella applikationer. Och S-PPV kan bara bli kommersiellt framgångsrik om produktionskostnaderna inte överstiger en viss nivå. "

Efter fyra års hårt arbete, och många bittra motgångar, laget upptäckte äntligen en pålitlig, enkel metod för att producera S-PPV. Lämpliga monomerer tillverkades med hjälp av mikrovågsstrålning. Dessa polymeriseras och sidogrupperna kan sedan modifieras ytterligare. "Det fungerar fantastiskt bra, "säger Glöcklhofer." Reaktionen sker inom några sekunder. Färgen ändras under processen, så att du kan se det som det händer. "

Glöcklhofer är extremt säker på de kommersiella utsikterna för upptäckten:"Det är en enkel syntetisk metod för en ny, mycket lovande grupp polymerer. Syntesen använder billiga basmaterial och kräver inga palladiumkatalysatorer eller liknande dyra interimsteg. Metoden kan skalas upp för industriella mängder, är lätt reproducerbar och levererar en produkt som inte bara har förbättrade elektroniska egenskaper, men också förbättrad stabilitet, "säger han. Dessutom S-PPV är också relativt giftfria och biokompatibla, vilket gör dem till utmärkta kandidater för användning i medicinska applikationer.