Органические полимеры используются в солнечных элементах, датчиках, светодиодах и во многих других устройствах. Один конкретный тип полимера, S-PPV, ранее рассматривался как теоретически многообещающий, но его практически невозможно получить с технической точки зрения. После многих лет работы команда из TU Wien теперь определила новый процесс химического синтеза для производства S-PPV. Этот производственный процесс в настоящее время запатентован.
«PPV — это полимеры, которые обладают превосходными технологическими свойствами», — говорит Флориан Глеклхофер из Института прикладной синтетической химии при университете TU Wien. «Они проводят электрический ток и взаимодействуют со светом таким образом, что представляют большой интерес для использования в солнечных элементах или светодиодах». Они имеют длинную твердую углеводородную структуру, к которой прикреплены определенные боковые группы. Выбирая разные боковые группы, можно установить электронные свойства материала.
До сих пор для этого использовались О-ППВ; это PPV, боковые группы которых связаны с остальной частью полимера через атом кислорода . «Если возможно заменить кислородные боковые группы серными боковыми группами, это создаст новый полимер, S-PPV, который обладает значительно улучшенными свойствами», — говорит Флориан Глеклхофер. «Мы знали, что это может привести к улучшению переноса электрического тока и что это значительно улучшит общую стабильность полимера ».
Опытные коллеги пытались отговорить Глеклхофера от попыток производства этих S-PPV. «Считалось, что это слишком сложно», — объясняет Глекльхофер. Тем не менее, он решил продвигать проект, и вскоре стало очевидно, что это будет действительно сложная задача. «Для нас было важно разработать метод синтеза, который был бы простым и недорогим, с как можно меньшим количеством стадий синтеза и без необходимости в дорогих специальных катализаторах», — говорит Глокльхофер. «В конечном счете, мы хотим производить материалы, которые можно использовать в промышленности . И S-PPV может быть коммерчески успешным только в том случае, если производственные затраты не превышают определенного уровня».
После четырех лет напряженной работы и многочисленных неудач команда наконец-то нашла надежный и простой метод производства S-PPV. Подходящие мономеры были изготовлены с помощью микроволнового излучения. Они полимеризуются, и боковые группы могут быть затем модифицированы. «Это работает на удивление хорошо», — говорит Глекльхофер. «Реакция происходит в течение нескольких секунд. Цвет меняется во время процесса, так что вы можете видеть, как это происходит»
Глекльхофер чрезвычайно уверен в коммерческих перспективах открытия: «Это простой синтетический метод для новой, многообещающей группы полимеров. В синтезе используются недорогие базовые материалы и не требуется никаких палладиевых катализаторов или аналогичных дорогостоящих промежуточных стадий. Метод может быть увеличен в промышленных масштабах, легко воспроизводим и обеспечивает продукт, который не только обладает улучшенными электронными свойствами, но и улучшенной стабильностью », — говорит он. Кроме того, S-PPV также относительно нетоксичны и биосовместимы, что делает их отличными кандидатами для использования в медицинских целях.
