Forskare från University of Tsukuba och samarbetspartners beredde polyanilin i ett brett utbud av billiga lösningsmedel. Denna utveckling kommer att underlätta avancerade tillämpningar inom kretskort och annan teknologi. Kredit:University of Tsukuba
Medicinsk utrustning, bilar och många avancerade teknologier innehåller otaliga ömtåliga komponenter som hålls samman av elektriskt ledande polymerer, såsom polyanilin. Under flera decennier har syntes av polyanilin för industriella elektroniktillämpningar stått inför en stor begränsning:vilket lösningsmedel underlättar syntesen bäst? Denna abstrakta fråga är viktig för att minimera kostnaden och komplexiteten för polyanilinproduktion och underlätta användbara egenskaper såsom formning. Möjligheten att använda en rad billiga lösningsmedel med låg kokpunkt skulle i hög grad hjälpa mångsidiga polymerbearbetningssätt som bläckstråleutskrift, men hade varit svårfångad fram till nu.
I en studie som nyligen publicerades i Polymer-Plastics Technology and Materials , har forskare från University of Tsukuba och samarbetspartners syntetiserat polyanilin i olika vanliga lösningsmedel. Denna förbättrade förmåga att syntetisera och bearbeta polyanilin kommer avsevärt att förenkla produktionen och sänka tillverkningskostnaderna.
"Polyanilin är en extremt mångsidig polymer i rutinmässiga och avancerade tekniker, men begränsningar för vilka lösningsmedel som kan användas för syntes har länge hindrat denna mångsidighet", förklarar professor Hiromasa Goto, senior författare. "Vår upptäckt av hur man underlättar polymerisation i olika lösningsmedel kommer att vara användbar i grundforskning och industriella tillämpningar."
Forskarna producerade polyanilin från anilinsulfat i ett enda steg när de tillsatte en liten mängd jod till reaktionsblandningen. Många lösningsmedel var kompatibla med denna procedur, inklusive ogiftig etanol samt diklormetan. Omfattande instrumentella karakteriseringar visade att polyanilin som framställts med denna metod uppvisade kristalliniteten och de elektriska egenskaperna som om den hade framställts med konventionella metoder.
"Ett särskilt spännande resultat är att det är lätt att framställa industriellt användbara polymerlegeringar, som blandningar med polystyren eller cellulosaderivat", säger professor Goto. "Elektriskt ledande färg, avancerade gummiblandningar och andra material är nu enkla att förbereda, vilket vi förväntar oss kommer att underlätta produktutveckling inom olika områden."
Vad är det med tillsatt jod som underlättar polyanilinproduktionen? Forskarna föreslår att jod är ett elektronacceptor-dopmedel som underlättar produktionen av lokaliserade polaroner, vilket är avgörande för den efterföljande polymerisationen genom radikala kedjereaktioner.
Resultaten av denna studie kommer att bidra till att göra polyanilin mer kompatibelt med bläckstråleutskrift och andra användbara bearbetningstekniker, och därmed förenkla produktionen av kretskort och andra vanliga komponenter i modern elektronik. Genom att fokusera på det ganska abstrakta ämnet lösningsmedelskompatibilitet kommer många rutinmässiga och avancerade tekniker att bli lättare att tillverka till lägre kostnad. + Utforska vidare
