Zusammenfassung - Modulation der Eigenschaften von PEDOT durch Cobaltferrit-Nanopartikel: Morphologie, Konjugationslänge, Dotierungsgrad, Struktur und elektrische Leitfähigkeit

Modulation der Eigenschaften von PEDOT durch Cobaltferrit-Nanopartikel: Morphologie, Konjugationslänge, Dotierungsgrad, Struktur und elektrische Leitfähigkeit

2025-07-10 15:27:49

{"Gabriel Paciaroni","María Ana Castro","Carlos Acha","Paula Soledad Antonel"}

{cond-mat.mtrl-sci}

Diese Forschung untersucht die Auswirkungen von Cobaltferrit-Nanopartikeln (CoFe2O4 NP) auf die Eigenschaften von Poly(3,4-ethylenedioxythiophen) (PEDOT) während des Synthese-Prozesses. Das Studium konzentriert sich auf die Auswirkung der NP auf die Morphologie, Konjugationslänge, Oxidationszustand und elektrische Leitfähigkeit des PEDOT. Die PEDOT:CoFe2O4-Komposite wurden unter Verwendung der chemischen oxidative Polymerisation mit variierenden Konzentrationen des Monomers (EDOT) und des Tensidemittels (DBSA) synthetisiert. Die Ergebnisse zeigten, dass die NP eine erhebliche Rolle bei der Polymerisation von EDOT spielten, indem sie die Bildung und Anordnung der Polymerkette beeinflussten. Auch die DBSA-Konzentration hatte einen Einfluss auf diese Effekte. Die Präsenz der NP führte zu einer um zwei Größenordnungen höheren Leitfähigkeit des benachbarten PEDOT bei niedrigen Reaktorkonzentrationen. Dies deutet darauf hin, dass die NP als Katalysator für die Polymerisation von EDOT wirken und die Bildung von PEDOT um sie herum fördern. Die Morphologie der Komposite wurde unter Verwendung von SEM und TEM-Mikroskopien untersucht, die ergaben, dass die NP in der PEDOT-Matrix eingebettet und gleichmäßig verteilt waren. Dies deutet darauf hin, dass die NP während des Synthese-Prozesses keine Agglomeration oder Aggregation verursachten. Die Struktur des PEDOT wurde unter Verwendung von UV-Vis-, FTIR- und Raman-Spektroskopien charakterisiert. Die Ergebnisse zeigten, dass die Präsenz der NP den Oxidationszustand und die Konjugationslänge des PEDOT erhöhte, was zu einer höheren elektrischen Leitfähigkeit führte. Der Effekt der NP auf die Struktur des PEDOT war auch von der DBSA-Konzentration abhängig. Die elektrische Leitfähigkeit der Komposite wurde unter Verwendung eines Vier-Terminal-Widerstandsmaßes bestimmt. Die Ergebnisse zeigten, dass die Komposite eine höhere elektrische Leitfähigkeit als die reinen PEDOT-Proben hatten. Dies deutet darauf hin, dass die NP einen positiven Effekt auf die elektrische Leitfähigkeit des PEDOT haben. Die Studie führte auch ein zweiphasiges Modell basierend auf der Theorie der allgemeinen effektiven Medien auf, um die Leitfähigkeit der Komposite zu beschreiben. Die Analyse ergab, dass die NP die Leitfähigkeit des benachbarten PEDOT bei niedrigen Reaktorkonzentrationen um über zwei Größenordnungen erhöhen. Zusammenfassend zeigt die Forschung, dass die Präsenz von CoFe2O4 NP während der Synthese von PEDOT eine erhebliche Auswirkung auf die Eigenschaften des Materials hat. Die NP wirken als Katalysator für die Polymerisation von EDOT und beeinflussen die Morphologie, Struktur und elektrische Leitfähigkeit des PEDOT. Auch die DBSA-Konzentration spielt eine Rolle bei diesen Effekten.