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扩大

导电聚合物电极越来越近

研究人员用AFM、扫描电化学电池显微镜(SECCM)和其他技术评价了导电聚合物共混物。这些数据提供了多个长度尺度的信息,阐明了结构和电化学/电学性质之间的关系。

(左)多尺度实验概念图。(右)1:5 P3HT:PMMA共混电极上的AFM形貌和电流、SECCM形貌和稳态电流图像。

柔性微电极阵列可以使从高级超级电容器到可穿戴健康监视器等下一代产品成为可能。这些数组可以通过打印来创建聚合物混合在绝缘相中含有导电畴的。虽然这种结构本质上涉及纳米和微尺度的非均质性,但材料的典型特征是宏观尺度的工具。

为了解决这个问题,英国华威大学(University of Warwick)和美国亚利桑那大学(University of Arizona)的研究人员进行了实验,在多个长度尺度上探测结构和电化学性能。样品由聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)中的聚(3-己基噻吩)(P3HT)结构域组成。技术包括伏安SECCM电影,电流的AFM成像形态和有限元建模。

测量显示,导电P3HT畴的化学和电子行为与块体材料相似。然而,结果也表明,在用传统的本体伏安实验判断聚合物电极质量时需要谨慎。总的来说,这项研究证明了一种相互关联的、多显微镜方法对许多导电聚合物体系具有潜在的价值。

5:1, 1:1, 1:5 P3HT:PMMA混合膜的AFM形貌和电流图以及电流图对应的直方图。

仪器使用

零年代Cypher es.MFP-3D

技术使用

在该平台上获得的触控模式形貌和相位图像零年代AFM允许以纳米级分辨率清楚地显示混合成分。利用导电AFM (CAFM)在电极上获取局部电流的图像数码ES AFMA.双增益ORCA模块。该模块可在巨大范围内实现高灵敏度电流测量(大约1Pa至1μA)。使用该实验条件进一步控制CoolerHeater样品阶段保持样品温度恒定。补充CAFM测量也是通过MFP-3D AFM获得的。

引用:E. Daviddi,Z. Chen,B.Massani等,导电聚合物电极的纳米级可视化和多尺度电化学分析。ACS纳米1313271(2019)。https://doi.org/10.1021/acsnano.9b06302

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