Медицинские устройства, автомобили и многие передовые технологии содержат бесчисленное множество хрупких компонентов, которые удерживаются вместе электропроводящими полимерами, такими как полианилин. В течение нескольких десятилетий синтез полианилина для применения в промышленной электронике столкнулся с серьезным ограничением: какой растворитель лучше всего облегчает синтез? Этот абстрактный вопрос важен для минимизации стоимости и сложности производства полианилина, а также для улучшения полезных свойств, таких как придание формы. Возможность использования целого ряда дешевых растворителей с низкой температурой кипения в значительной степени способствовала бы универсальным способам обработки полимеров, таким как струйная печать, но до сих пор оставалась труднодостижимой.

В исследовании, недавно опубликованном в журнале Polymer-Plastics Technology and Materials , исследователи из Университета Цукубы и их партнеры синтезировали полианилин в различных распространенных растворителях. Эта улучшенная способность синтезировать и обрабатывать полианилин значительно упростит производство и снизит производственные затраты.

«Полианилин является чрезвычайно универсальным полимером в обычных и передовых технологиях, но ограничения на использование растворителей для синтеза уже давно препятствуют этой универсальности», — объясняет профессор Хиромаса Гото, старший автор. «Наше открытие того, как облегчить полимеризацию в различных растворителях, будет полезно в фундаментальных исследованиях и промышленных применениях».

Исследователи получили полианилин из сульфата анилина за одну стадию, добавив в реакционную смесь небольшое количество йода. Многие растворители были совместимы с этой процедурой, включая нетоксичный этанол, а также дихлорметан. Обширные инструментальные характеристики показали, что полианилин, полученный этим методом, проявляет кристалличность и электрические свойства , как если бы он был получен обычными методами.

«Особенно интересным результатом является простота приготовления промышленных полимерных сплавов, таких как смеси с полистиролом или производными целлюлозы», — говорит профессор Гото. «Электропроводящие краски, передовые резиновые смеси и другие материалы теперь легко приготовить, что, как мы ожидаем, будет способствовать разработке продуктов в различных областях».

Что такого в добавлении йода, который облегчает производство полианилина? Исследователи предполагают, что йод является электроноакцепторной примесью, которая способствует образованию локализованных поляронов, что имеет решающее значение для последующей полимеризации посредством радикальных цепных реакций.

Результаты этого исследования помогут сделать полианилин более совместимым со струйной печатью и другими полезными технологиями обработки и тем самым упростить производство печатных плат и других распространенных компонентов современной электроники. Сосредоточившись на довольно абстрактной теме совместимости растворителей, многие рутинные и передовые технологии будет легче производить с меньшими затратами.