Name: reactive vapor deposition of conjugated polymer films on arbitrary substrates
Uploaded: 2018-01-17T10:55:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Reactive Vapor Deposition of Conjugated Polymer Films on Arbitrary Substrates at JoVE.com

Финансовой поддержки от нас ВВС управлением научных исследований, под номером FA9550-14-1-0128 соглашения с благодарностью признают авторы. Т. л. а. также с благодарностью отмечает частичная поддержка Дэвида и Люсиль Пакард.

Читать MSDS для реагентов и следовать все меры химической безопасности, как предусмотрено в вашем учреждении.
1. осаждения Cl-PProDOT и Cl-PTT
<ol><li>Построить структуру заказных трубчатых пара осаждения камеры, как показано на рисунке 1.<ol>
<li>Сделать 1/4-дюйма (наружны...

<ol>
	<li>Kaltenbrunner, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrathin+and+lightweight+organic+solar+cells+with+high+flexibility.">Ultrathin and lightweight organic solar cells with high flexibility.</a> Nat. Commun. 3, 770 (2012).</li><li>Savagatrup, S., Printz, A. D., O'Connor, T. F., Zaretski, A. V., Lipomi, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecularly+Stretchable+Electronics.">Molecularly Stretchable Electronics.</a> Chem. Mater. 26, 3028-3041 (2014).</li><li>Lee, J. -. Y., Connor, S. T., Cui, Y., Peumans, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Semitransparent+Organic+Photovoltaic+Cells+with+Laminated+Top+Electrode.">Semitransparent Organic Photovoltaic Cells with Laminated Top Electrode.</a> Nano Lett. 10, 1276-1279 (2010).</li><li>Kaltenbrunner, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+ultra-lightweight+design+for+imperceptible+plastic+electronics.">An ultra-lightweight design for imperceptible plastic electronics.</a> Nature. 499, 458-463 (2013).</li><li>Jost, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+coated+textiles+for+flexible+energy+storage.">Carbon coated textiles for flexible energy storage.</a> Energy Environ. Sci. 4, 5060-5067 (2011).</li><li>Hu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stretchable,+Porous,+and+Conductive+Energy+Textiles.">Stretchable, Porous, and Conductive Energy Textiles.</a> Nano Lett. 10, 708-714 (2010).</li><li>Jost, K., Dion, G., Gogotsi, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Textile+energy+storage+in+perspective.">Textile energy storage in perspective.</a> J. Mater. Chem. A. 2, 10776-10787 (2014).</li><li>Ding, Y., Invernale, M. A., Sotzing, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conductivity+Trends+of+PEDOT-PSS+Impregnated+Fabric+and+the+Effect+of+Conductivity+on+Electrochromic+Textile.">Conductivity Trends of PEDOT-PSS Impregnated Fabric and the Effect of Conductivity on Electrochromic Textile.</a> ACS Appl. Mater. Interfaces. 2, 1588-1593 (2010).</li><li>Hong, K. H., Oh, K. W., Kang, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+and+properties+of+electrically+conducting+textiles+by+in+situ+polymerization+of+poly(3,4-ethylenedioxythiophene).">Preparation and properties of electrically conducting textiles by in situ polymerization of poly(3,4-ethylenedioxythiophene).</a> J. Appl. Polym. Sci. 97, 1326-1332 (2005).</li><li>Xu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabric+electrodes+coated+with+polypyrrole+nanorods+for+flexible+supercapacitor+application+prepared+via+a+reactive+self-degraded+template.">Fabric electrodes coated with polypyrrole nanorods for flexible supercapacitor application prepared via a reactive self-degraded template.</a> Org. Electron. 26, 292-299 (2015).</li><li>Du, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermoelectric+Fabrics:+Toward+Power+Generating+Clothing.">Thermoelectric Fabrics: Toward Power Generating Clothing.</a> Sci. Rep. 5, 6411 (2015).</li><li>Yatvin, J., Sherman, S. A., Filocamo, S. F., Locklin, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+functionalization+of+Kevlar[registered+sign]+with+copolymers+containing+sulfonyl+nitrenes.">Direct functionalization of Kevlar[registered sign] with copolymers containing sulfonyl nitrenes.</a> Polym. Chem. 6, 3090-3097 (2015).</li><li>Musumeci, C., Hutchison, J. A., Samori, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlling+the+morphology+of+conductive+PEDOT+by+in+situ+electropolymerization:+from+thin+films+to+nanowires+with+variable+electrical+properties.">Controlling the morphology of conductive PEDOT by in situ electropolymerization: from thin films to nanowires with variable electrical properties.</a> Nanoscale. 5, 7756-7761 (2013).</li><li>Allison, L., Hoxie, S., Andrew, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+seamlessly-integrated+textile+electronics:+methods+to+coat+fabrics+and+fibers+with+conducting+polymers+for+electronic+applications.">Towards seamlessly-integrated textile electronics: methods to coat fabrics and fibers with conducting polymers for electronic applications.</a> Chem. Commun. 53, 7182-7193 (2017).</li><li>Alf, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+Vapor+Deposition+of+Conformal,+Functional,+and+Responsive+Polymer+Films.">Chemical Vapor Deposition of Conformal, Functional, and Responsive Polymer Films.</a> Adv. Mater. 22, 1993-2027 (2010).</li><li>Goktas, H., Wang, X., Boscher, N. D., Torosian, S., Gleason, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functionalizable+and+electrically+conductive+thin+films+formed+by+oxidative+chemical+vapor+deposition+(oCVD)+from+mixtures+of+3-thiopheneethanol+(3TE)+and+ethylene+dioxythiophene+(EDOT).">Functionalizable and electrically conductive thin films formed by oxidative chemical vapor deposition (oCVD) from mixtures of 3-thiopheneethanol (3TE) and ethylene dioxythiophene (EDOT).</a> J. Mater. Chem. C. 4, 3403-3414 (2016).</li><li>Sadki, S., Schottland, P., Brodie, N., Sabouraud, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mechanisms+of+pyrrole+electropolymerization.">The mechanisms of pyrrole electropolymerization.</a> Chem. Soc. Rev. 29, 283-293 (2000).</li><li>Bhattacharyya, D., Howden, R. M., Borrelli, D. C., Gleason, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vapor+phase+oxidative+synthesis+of+conjugated+polymers+and+applications.">Vapor phase oxidative synthesis of conjugated polymers and applications.</a> J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 50, 1329-1351 (2012).</li><li>Yamato, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+free-standing+poly(3,4-ethylenedioxythiophene)+conducting+polymer+films+on+a+pilot+scale.">Synthesis of free-standing poly(3,4-ethylenedioxythiophene) conducting polymer films on a pilot scale.</a> Synth. Met. 83, 125-130 (1996).</li><li>Cheng, N., Zhang, L., Joon Kim, J., Andrew, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vapor+phase+organic+chemistry+to+deposit+conjugated+polymer+films+on+arbitrary+substrates.">Vapor phase organic chemistry to deposit conjugated polymer films on arbitrary substrates.</a> J. Mater. Chem. C. 5, 5787-5796 (2017).</li><li>Borrelli, D. C., Lee, S., Gleason, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optoelectronic+properties+of+polythiophene+thin+films+and+organic+TFTs+fabricated+by+oxidative+chemical+vapor+deposition.">Optoelectronic properties of polythiophene thin films and organic TFTs fabricated by oxidative chemical vapor deposition.</a> J. Mater. Chem. C. 2, 7223-7231 (2014).</li><li>Jo, W. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxidative+Chemical+Vapor+Deposition+of+Neutral+Hole+Transporting+Polymer+for+Enhanced+Solar+Cell+Efficiency+and+Lifetime.">Oxidative Chemical Vapor Deposition of Neutral Hole Transporting Polymer for Enhanced Solar Cell Efficiency and Lifetime.</a> Adv. Mater. 28, 6399-6404 (2016).</li><li>Wang, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CVD+Polymers+for+Devices+and+Device+Fabrication.">CVD Polymers for Devices and Device Fabrication.</a> Adv. Mater. 29, 1604606 (2017).</li><li>Kovacik, P., Hierro, G. d., Livernois, W., Gleason, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scale-up+of+oCVD:+large-area+conductive+polymer+thin+films+for+next-generation+electronics.">Scale-up of oCVD: large-area conductive polymer thin films for next-generation electronics.</a> Mater. Horiz. 2, 221-227 (2015).</li><li>Barr, M. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+Monolithic+Integration+of+Organic+Photovoltaic+Circuits+on+Unmodified+Paper.">Direct Monolithic Integration of Organic Photovoltaic Circuits on Unmodified Paper.</a> Adv. Mater. 23, 3500-3505 (2011).</li></ol>

Механизм реакции является окислительной полимеризации. Полимерные покрытия методы, с помощью того же механизма включают electropolymerization17 и пара фаза полимеризации18. Electropolymerization требует проводящих подложке, не хватает преимущество единообразных и конформное пок?...

Полимерные проведения и полупроводниковые материалы обладают уникальными свойствами, как гибкость1, растяжимость2, прозрачности3и низкой плотности,4 который чрезвычайные возможности для создания следующего поколения электронных устройств на нетрадиционных подложек. В настоящее время многие исследователи стремятся воспользоваться преимуществами уникальных свойств полимерных материалов для создания гибких и/или wearable электроника5,6 и7смарт-текстиль. Однако способность конформно пальто высоко текстурированной поверхности и не надежные субстратов, например, бумаги, ткани и нитки/нити, по-прежнему unmastered. Чаще всего Полимеры являются синтезируется и покрытием на поверхности с помощью методов решения. 8 , 9 , 10 , 11 , 12 хотя методы решения обеспечивают полимерным покрытием волокон/Текстиль, полученные таким образом покрытий часто неоднородной и легко повреждены малых физических напряжений,1314 . Методы решения также не применяются для покрытия бумаги вследствие смачивания проблем.
Реактивной парофазное осаждение можно создавать фильмы конформное конъюгированные полимер на разнообразных субстратах, независимо от поверхности химия/композиция, энергии поверхности и рельефа шероховатости15. В этом подходе конъюгированные полимеры синтезируются в паровой фазе, одновременно обеспечивая мономера и окислитель паров к поверхности. Формирования полимеризации и фильма происходит на поверхности в шаге один, без растворителя. Этот метод теоретически применим к любой конъюгированные полимер, который может быть синтезировано окислительной полимеризации, используя методы решения. Однако на сегодняшний день известны протоколы для пополнения только узкий набор структур конъюгированные полимер. 15
Здесь, мы демонстрируем осаждения проводящих poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) и poly(3,4-propylenedioxythiophene) (PProDOT) и полупроводниковые поли (thieno [3,2 -b] тиофен) (PTT) фильмы через реактивной парофазное осаждение. Два вида окислителей, твердых FeCl3 и жидких Br2, используются в процессе. Соответствующие полимеров названы Cl-PProDOT, Cl-PTT и БР-PEDOT. Как обычные субстраты, стеклянных скольжениях, так и нетрадиционные текстурированной субстратов, таких как бумага, полотенца и ткани, были покрыты полимерной пленки.
Этот протокол описывает настройку камеры осаждения паров под заказ и детали процесса осаждения. Он предназначен для новых практикующих строить их осаждения системы и избежать распространенных ошибок, связанных с паровой фазе синтеза.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>3,4-Ethylenedioxythiophene, 97%</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>483028</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3,4-Propylenedioxythiophene, 97%</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>660485</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thieno[3,2-b]thiophene, 95%</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>702668</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FeCl3, 97%</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>157740</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Br2</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>207888</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

reactive vapor deposition of conjugated polymer films on arbitrary substrates

Мы демонстрируем метод конформно покрытия конъюгированные полимеры на произвольные подложках с использованием специально разработанных, низкого давления реакционной камере. Электропроводящие полимеры, poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) и poly(3,4-propylenedioxythiophene) (PProDOT) и полупроводниковых полимеров, поли (thieno [3,2 -b] тиофен) (ППЗ), были депонированы на нетрадиционные весьма разупорядоченных и Текстурированные субстратов с высокой поверхностей, таких как бумага, полотенца и ткани. Это сообщил палате в осаждения представляет собой улучшение предыдущих пара реакторов потому, что наша система может вместить летучих и нелетучих мономеров, такие как 3,4-propylenedioxythiophene и thieno [3,2 -b] тиофен. Утилизация твердых и жидких окислителей также продемонстрировал. Одно ограничение этого метода является, что ей не хватает сложные в situ толщина мониторов. Полимерные покрытия методами часто используемые покрытие на основе решения, такие как спин покрытия и поверхности прививки, часто не единообразного или подвержены механическим деградации. Об этом сообщено метод осаждения паров этапе преодолевает эти недостатки и является серьезной альтернативой общих методов покрытие на основе решения. В частности полимерных пленок с покрытием методом сообщил единообразных и конформных на шероховатых поверхностях, даже в масштабе микрометра. Эта функция позволяет для будущего применения пара на хранение полимеров в электронных устройств на гибкой и высоко текстурированными субстратов.

Толщина пленки Cl-PProDOT, сформированные на 1,3 см x 2,5 см стекло слайды размещены на дискретных боковой позиции вдоль центральной трубки были измеряется профилометра (рис. 3). Проводимости были рассчитаны от сопротивления измерений с помощью испытательной с...

Watch this Scientific Journal Video about Reactive Vapor Deposition of Conjugated Polymer Films on Arbitrary Substrates at JoVE.com

Reactive Vapor Deposition of Conjugated Polymer Films on Arbitrary Substrates

Реактивная парофазное осаждение конъюгированных полимерных пленок на произвольные подложках

Этот документ представляет протокол для реактивной парофазное осаждение poly(3,4-ethylenedioxythiophene), poly(3,4-propylenedioxythiophene) и поли (thieno [3,2 -b] тиофен) пленок на стекла слайды и грубой субстратов, например, Текстиль и бумаги.

We demonstrate a method of conformally coating conjugated polymers on arbitrary substrates using a custom-designed, low-pressure reaction chamber. ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

Preparation of Hydrophobic Metal-Organic Frameworks via Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition of Perfluoroalkanes for the Removal of Ammonia

Подготовка гидрофобные Металл-органических структур через плазмостимулированного отложение химического пара перфторалканов для удаления аммиака

Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) of perfluoroalkanes has long been studied for tuning the wetting properties of surfaces. For high ...

A Technique to Functionalize and Self-assemble Macroscopic Nanoparticle-ligand Monolayer Films onto Template-free Substrates

Техника функционализировать и самоорганизуются макроскопических наночастиц-лиганд однослойных пленок на Шаблон без подложек

This protocol describes a self-assembly technique to create macroscopic monolayer films composed of ligand-coated nanoparticles1,2. The simple, robust and ...

Fabrication of Large-area Free-standing Ultrathin Polymer Films

Изготовление большой площади свободной стоя ультратонких полимерных пленок

This procedure describes a method for the fabrication of large-area and ultrathin free-standing polymer films.  Typically, ultrathin films are prepared ...

Chemical Vapor Deposition of an Organic Magnet, Vanadium Tetracyanoethylene

Химическое осаждение из органической Магнит, ванадия тетрацианоэтиленом

Recent progress in the field of organic materials has yielded devices such as organic light emitting diodes (OLEDs) which have advantages not found in ...

Layer-by-layer Synthesis and Transfer of Freestanding Conjugated Microporous Polymer Nanomembranes

Слой за слоем Синтез и передачи Корпусная сопряженных микропористых полимерных наномембран

CMP as large surface area materials have attracted growing interest recently, due to their high variability in the incorporation of functional groups in ...

Preparation of Macroporous Epitaxial Quartz Films on Silicon by Chemical Solution Deposition

Подготовка МАКРОПОРИСТОГО эпитаксиальных пленок кварца на кремнии химический раствор осаждения

This work describes the detailed protocol for preparing piezoelectric macroporous epitaxial quartz films on silicon(100) substrates. This is a three-step ...

Capillary Electrophoresis to Monitor Peptide Grafting onto Chitosan Films in Real Time

Капиллярный электрофорез Контролировать Peptide прививкой на хитозана пленок в режиме реального времени

Free-solution capillary electrophoresis (CE) separates analytes, generally charged compounds in solution through the application of an electric field. ...

Low Pressure Vapor-assisted Solution Process for Tunable Band Gap Pinhole-free Methylammonium Lead Halide Perovskite Films

Процесс низкого давления паров при содействии решения перестраиваемый полоса разрыв обскуры бесплатная Methylammonium свинца галоидных перовскита фильмов

Organo-lead halide perovskites have recently attracted great interest for potential applications in thin-film photovoltaics and optoelectronics. Herein, ...

Aerosol-assisted Chemical Vapor Deposition of Metal Oxide Structures: Zinc Oxide Rods

Аэрозоль помощь химического осаждения паров окиси металла структур: оксид цинка стержней

Whilst columnar zinc oxide (ZnO) structures in the form of rods or wires have been synthesized previously by different liquid- or vapor-phase routes, ...

Monitoring the Effects of Illumination on the Structure of Conjugated Polymer Gels Using Neutron Scattering

Мониторинг эффекты освещения на структуре конъюгированные полимер гели с помощью нейтронного рассеяния

We demonstrate a protocol to effectively monitor the gelation process of a high concentration solution of conjugated polymer both in the presence and ...