Johdepolymeerien ja niiden komposiittirakenteiden höyryfaasipolymerisaatio ja sovellutukset

Abstract

Johdepolymeerien joustavuus yhdistettynä taipuviin substraatteihin antavat mahdollisuuden käyttää näitä materiaaleja esimerkiksi taivutettavissa superkondensaattoreissa, joissa niiden sähköiset ominaisuudet pääsevät myös hyötykäyttöön. Johdepolymeerejä ei ole vielä markkinoilla tällaisissa laitteissa, koska näiden polymeerien liukoisuus teollisiin liuottimiin ei ole hyvä. Höyryfaasipolymerisaatiossa liukoisuus ei kuitenkaan ole ongelma, koska monomeeri höyrystetään, jonka jälkeen se voidaan polymerisoida hapettimen läsnä ollessa kiinteään muotoon halutulle substraatille, joka voi olla myös pietsosähköinen. Höyryfaasipolymerisaation etuna on siis tämän lisäksi helppokäyttöisyys, muokattavuus ja sen tuloksena saadut ohuet, tasaiset ja ominaisuuksiltaan metodin parametrien määrittämät kalvot. Höyryfaasissa polymerisoitaessa substraattien ei periaatteessa tarvitse olla kaksiulotteisia, koska kaasu pystyy kulkeutumaan kolmiulotteisessakin rakenteessa. PEDOT omaa erityisesti hyvän sähkönjohtavuuden ja kun se yhdistetään grafeenioksidin hyvään kapasitanssiin, saadaan ainakin tietyiltä ominaisuuksiltaan parempi kalvo kuin mitä materiaalit ovat erikseen. Perustutkimus eri parametrien ja monomeerien vaikutuksista muodostuvaan kalvoon antavat myös paljon hyödyllistä tietoa esimerkiksi morfologian suhteen. PEDOT:n ja kenties myöhemmin myös komposiittien yhdistäminen pietsosähköisiin substraatteihin on sekin mielenkiintoinen tutkimuskohde, koska tällä tavalla voitaisiin saada lisää hukkaenergiaa hyötykäyttöön.