poli (3,4-etilendioxitiofeno) poliestireno sulfonato ( PEDOT: PSS ) es una mezcla polimérica de dos ionómeros . Uno de los componentes de esta mezcla está constituido por poliestireno sulfonato de sodio, que es un poliestireno sulfonado . Parte de los grupos sulfonilo están desprotonados y tienen carga negativa. El otro componente poli (3,4-etilendioxitiofeno) (PEDOT) es un polímero conjugado y lleva cargas positivas y se basa en politiofeno . Juntas, las macromoléculas cargadas forman una sal macromolecular . [2]
PEDOT: PSS se puede preparar mezclando una solución acuosa de PSS con monómero EDOT y, a la mezcla resultante, una solución de persulfato de sodio y sulfato férrico . [3] [4]
PEDOT: PSS tiene la mayor eficiencia entre los materiales termoeléctricos orgánicos conductores (ZT ~ 0.42) y por lo tanto puede usarse en generadores termoeléctricos flexibles y biodegradables . [5] Sin embargo, su aplicación más grande es como transparente , polímero conductor con una alta ductilidad . Por ejemplo, AGFA recubre 200 millones de películas fotográficas por año [ cita requerida ] con una capa fina y muy estirada de PEDOT: PSS prácticamente transparente e incoloro como agente antiestático para evitar descargas electrostáticas durante la producción y el uso normal de la película, independientemente decondiciones de humedad , y como electrolito en condensadores electrolíticos de polímero .
Si se añaden compuestos orgánicos, incluidos disolventes de alto punto de ebullición como metilpirrolidona , dimetilsulfóxido , sorbitol , líquidos iónicos y tensioactivos, la conductividad aumenta en muchos órdenes de magnitud. [6] [7] [8] [9] [10] Esto también lo hace adecuado como electrodo transparente , por ejemplo en pantallas táctiles , diodos emisores de luz orgánicos , [11] células solares orgánicas flexibles [12] [13] y papel electrónico para reemplazar el óxido de indio y estaño usado tradicionalmente(ITO). Debido a la alta conductividad (hasta 4600 S / cm), [14] se puede utilizar como material de cátodo en condensadores que reemplazan al dióxido de manganeso o electrolitos líquidos . También se utiliza en transistores electroquímicos orgánicos .
La conductividad de PEDOT: PSS también se puede mejorar significativamente mediante un postratamiento con varios compuestos, como etilenglicol , dimetilsulfóxido (DMSO), sales, iones híbridos, codisolventes, ácidos, alcoholes, fenol, dioles geminales y compuestos fluorados anfifílicos. . [15] [16] [17] [18] Esta conductividad es comparable a la de ITO, el popular material de electrodo transparente, y puede triplicar la de ITO después de que se incrusta una red de nanotubos de carbono y nanocables de plata en PEDOT: PSS [ 19] y se utiliza para dispositivos orgánicos flexibles. [20]
PEDOT: PSS se aplica generalmente como una dispersión de partículas gelificadas en agua . Se obtiene una capa conductora sobre el vidrio extendiendo una capa de la dispersión sobre la superficie, generalmente mediante recubrimiento por centrifugación y expulsando el agua mediante calor. PEDOT especial: se desarrollaron tintas y formulaciones PSS para diferentes procesos de recubrimiento e impresión . PEDOT a base de agua: las tintas PSS se utilizan principalmente en el recubrimiento de matrices de ranuras, flexografía , huecograbado e impresión de inyección de tinta. Si se requiere una pasta de alta viscosidad y un secado lento como en la serigrafíaprocesos PEDOT: PSS también se puede suministrar en disolventes de alto punto de ebullición como el propanodiol . Dry PEDOT: Los gránulos de PSS se pueden producir con un método de liofilización que se pueden redispersar en agua y diferentes disolventes , por ejemplo, etanol para aumentar la velocidad de secado durante la impresión. Finalmente, para superar la degradación a la luz ultravioleta y las condiciones de alta temperatura o humedad , se encuentran disponibles estabilizadores UV PEDOT: PSS.