Résumé - Modulation des propriétés du PEDOT par des nanoparticules de ferocobalt : morphologie, longueur de conjugaison, niveau de dopage, structure et conductivité électrique

Modulation des propriétés du PEDOT par des nanoparticules de ferocobalt : morphologie, longueur de conjugaison, niveau de dopage, structure et conductivité électrique

2025-07-10 15:27:49

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

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Cette recherche investigate les effets des nanoparticules de ferrite de cobalt (CoFe2O4 NP) sur les propriétés du poly(3,4-éthylènedioxythiophène) (PEDOT) pendant le processus de synthèse. L'étude se concentre sur l'influence des NP sur la morphologie, la longueur de conjugaison, l'état d'oxydation et la conductivité électrique du PEDOT. Les composites PEDOT:CoFe2O4 ont été synthétisés à l'aide de polymérisation oxidative chimique avec des concentrations variables du monomère (EDOT) et du tensioactif (DBSA). Les résultats ont montré que les NP jouaient un rôle significatif dans la polymérisation de l'EDOT, influençant la formation et l'arrangement des chaînes polymères. La teneur en DBSA avait également un impact sur ces effets. La présence de NP a été trouvée pour augmenter la conductivité du PEDOT adjacent de plus de deux ordres de grandeur à basse concentration de réactifs. Cela suggère que les NP agissent comme un catalyseur pour la polymérisation de l'EDOT, favorisant la formation de PEDOT autour d'eux. La morphologie des composites a été étudiée à l'aide de microscopies électroniques à balayage (SEM) et à transmission (TEM), qui ont révélé que les NP étaient intégrés dans la matrice PEDOT et répartis uniformément. Cela indique que les NP n'ont pas causé d'agglomération ou d'agrégation pendant le processus de synthèse. La structure du PEDOT a été caractérisée à l'aide de spectroscopies UV-Vis, FTIR et Raman. Les résultats ont montré que la présence de NP augmentait l'état d'oxydation et la longueur de conjugaison du PEDOT, conduisant à une conductivité électrique plus élevée. L'effet des NP sur la structure du PEDOT dépendait également de la teneur en DBSA. La conductivité des composites a été mesurée à l'aide de mesures de résistance à quatre terminaux. Les résultats ont montré que les composites avaient une conductivité électrique supérieure à celle des échantillons purs PEDOT. Cela indique que les NP ont un effet positif sur la conductivité électrique du PEDOT. L'étude a également introduit un modèle à deux phases basé sur la théorie des milieux efficaces généraux pour décrire la conductivité des composites. L'analyse a révélé que les NP augmentaient la conductivité du PEDOT adjacent de plus de deux ordres de grandeur à basse concentration de réactifs. En conclusion, la recherche démontre que la présence de NP de CoFe2O4 pendant la synthèse de PEDOT a un impact significatif sur les propriétés du matériau. Les NP agissent comme un catalyseur pour la polymérisation de l'EDOT, influençant la morphologie, la structure et la conductivité électrique du PEDOT. La teneur en DBSA joue également un rôle dans ces effets.