Полианилин

[Student2712]

Подскажите, пожалуйста, как меняется электропроводность полианилина, в зависимости от среды в которой он находится?

[MONSTA]

Вопрос просто на засыпку. Полианилин - это полимер анилина, который может быть в различных окислительных состояниях. К классическиому проводящему полианилину - промежуточному состоянию окисления - в литературе прилипло тривиальное название "эмеральдин", возникшее вроде еще в 19 веке как торговая марка анилинового красителя. И так, мы имеем эмеральдин (допированный полианилин, как еще говорят, вопреки рекомендациям ИЮПАК) в среде с различным рН. Проводимость обеспечивает только форма эмеральдина, которая стабильна при потенциалах между двумя редокс-переходами полианилина. При этом потенциалы обоих переходов зависят от рН. Там тонкий момент: записываемые с точки зрения теории уравнения одного из переходов диктуют независимость от рН, на самом деле она есть, хоть и небольшая. Соответственно, второй переход зависит от рН меньше, чем следует по теории. В любом случае где-то в районе рН 4.5 потенциалы обоих переходов смыкаются, проводящая форма полианилина (эмеральдин) не имеет шансов на существование, и никакой электронной проводимости больше нет. Ионная должна остаться, но это не радует, ибо она зело низка.

[MONSTA]

Не. Не вполне правильно ответил. При рН выше ~4.5 полианилин не протонирован вообще. Стало быть, ионных частиц в его составе нет, оснований для ионной проводимости нет, это чистый диэлектрик.

[maks]

допированный чем ? протонами среды ?
или плюс еще чего нибудь ?

[Polychemist]

Останками окислителя/катализатора окисления, например, ионами железа.

[maks]

о, а протоны допируют ? вероятно в меньшей степени , но есть такое свойство ?

[MONSTA]

"Допированный" по отношению к полианилину - это некорректный термин, не рекомендованный ИЮПАК. Как я уже говорил. Фишка в том, что употребляющие этот термин часто противоречат здравому смыслу. Вся эта заварушка началась с полиацетилена и его "допирования" иодом. То есть, при действии галогена (иода, брома) на полиацетилен там возникали центры проводимости в виде положительных ионов, распределенных по сопряженной цепи, и галогенид-ионов поблизости. Короче, возникали носители заряда, и все было похоже на обычное допирование полупроводников. То есть, были некие добавки в небольшом числе, увеличивающие поводимость и не приводящие к образованию стехиометрического соединения.

С полианилином все радикально иначе. "Допированный полианилин" = эмеральдин - это некое химическое соединение определенного состава, а вовсе не некий полудальтонид (а то и вовсе смесь), что получается при введении "допирующей добавки" в некий полупроводниковый субстрат. Тут надо говорить, скорее, о свойствах некого протонированного полимерного семихинона, а не о допировании. Но - говорят. В качестве "допирующей добавки" рассматривается анион, компенсирующий катионный заряд полимерной цепи.

[MONSTA]

Да, по поводу вопроса про протоны. Применительно к полианилину есть еще термин "протонное допирование", про который, пока я еще не начал изъясняться матюгами, скажу следующее. Возьмите депротонированный эмеральдин (аммиачком обрботайте), он будет диэлектрик. Подействуйте на него кислотой (любой достаточно сильной, можно парами) - получите проводник. Это называется "протонным допированием". Хотя это в чистом виде химическая реакция, а не допирование полупроводника, которое не должно приводить к образованию соединений определенного состава. Просто взаимодействие основания с кислотой, приводящее к образованию проводящей соли. Термин "допирование" тут абсолютно не уместен.

[Куликов В.М.]

Доброго времени суток всем.
Подскажите пожалуйста, проводит ли лейкоэмеральдин электрический ток? Просто есть необходимость сделать полимерное прозрачное покрытие (токопроводящее), однако, как я понимаю, эмеральдин сильно окрашен и не подойдёт для таких целей. Есть конечно вариант со всевозможными PEDOT'ами, но это уже совсем другие порядки в ценах... Может есть еще распространённые токопроводящие полимеры?
Буду премного благодарен за комментарии.

[antabu]

Возможно, инфа есть в книге Электрические свойства полимеров(08)Блайт Э.Р.Блур Д.

[MONSTA]

Я уже где-то тут писал нечто подобное. Если мы ограничились проводящими органическими полимерами, то чем лучше он (полимер) проводит, тем более интенсивно этот полимер окрашен. Проводимость, она обеспечивается сопряжением связей, сопряжение связей - оно вызывает поглощение света, чем интенсивней сопряжение, тем больше поглощение. Идеально проводящий органический полимер должен быть абсолютно черен, независимо от его реальной молекулярной структуры.

Лейкоэмеральдин проводит ток чисто из-за переноса протона, только ионная проводимость, это проводимость на уровне очень плохого полупроводника, для практических нужд не годится.

Не знаю, чего Вы хотите, но посмотрите на ITO (indiun tin oxide). Давно разрабатывкаемые покрытия, вполне прозрачны при хорошей проводимости. Я абсолютно уверен, что аналога в области органических полимеров просто не может существовать.

[Куликов В.М.]

Спасибо за подробный ответ. После поисков склоняюсь к тому же выводу... Собственно и пытался найти прозрачный токопроводящий полимер. чтобы не связываться с ITO, для его напыления очень жесткие требования и оборудование стоит денег немереных, но, видимо, от него не уйти...

[Гесс]

Если мы ограничились проводящими органическими полимерами, то чем лучше он (полимер) проводит, тем более интенсивно этот полимер окрашен. Проводимость, она обеспечивается сопряжением связей, сопряжение связей - оно вызывает поглощение света, чем интенсивней сопряжение, тем больше поглощение. Идеально проводящий органический полимер должен быть абсолютно черен, независимо от его реальной молекулярной структуры.

Кстати совсем не уверен. Ничего личного, просто сомнение в абсолютности подхода.

[Куликов В.М.]

Кстати совсем не уверен. Ничего личного, просто сомнение в абсолютности подхода.

Не сочтите за грубость, но у вас странный подход к критике, отрицать теорию отрицаете, но как должно быть по вашему мнению не говорите...
Может поделитесь со всеми своими мыслями по данному поводу?

[MONSTA]

В этом вопросе сам черт ногу сломит. Я высказал некую свою точку зрения, коллега Гесс - свою. Безусловно, моя точка зрения основана на неких воззрениях, имеющих ограниченную применимость, но более-менее понятных простому незамысловатому разуму. В силу чего они, воззрения эти, как бы сказать, не во всех случаях прокатят. Ибо далеко не всегда этот незамысловатый разум дивиденды собирает. Я полностью в курсе. Этот тупой и примитивный подход (опять же я в курсе) точно не прокатит на все 100%, я сам абсолютно уверен в этом. Просто я пока что не знаю ни одного реального исключения, которые бы противоречили такому подходу. Ткните меня мордой в них, мне самому полезным бы было.

[Гесс]

to MONSTA - Скажем так, я видел прозрачный или почти прозрачный проводник основанный на монослое модифицированных фуллеренов, хотя возможно я ошибаюсь.
to Куликов В.М. - Я не критикую коллегу MONSTA, я просто предостерегаю тех, кто возможно будет это читать, от бездумного использования этого утверждения.

а вообще говоря: http://en.wikipedia.org/wiki/Transparen ... cting_film

[avor]

В тонком слое и металлы почти прозрачны это не значит, что они в макромасштабах будут прозрачные. Фуллерены вроде как черные и непрозрачные в макромасштабах. Прозрачные растворы электролитов проводят ток, но опять же пока есть разряд на электродах, а если его не будет, то и тока не будет.

[AAN]

Тонкая пленка, наполненная нанотрубками - почти прозрачна.