Исследователи из Университета Цукубы (одноименного «наукограда» в Японии) и их партнеры смогли изготовить полианилин в широком диапазоне дешевых растворителей. Эта разработка способна значительно облегчить выпуск высокотехнологичных печатных плат, высокотехнологичных дисплеев и другой подобной продукции. Перевод основных положений зарубежной научной публикации, которая недвусмысленно намекает на удешевление в обозримом будущем сборки всех гаджетов с экранами, представлен изданием Discover24.
Медицинские приборы, автомобили и многие другие передовые технологии современности содержат бесчисленное множество тонких компонентов, которые удерживаются вместе с помощью электропроводящих полимеров, таких как полианилин. В течение нескольких десятилетий синтез полианилина для применения в промышленной электронике столкнулся с серьезным ограничением: какой именно растворитель лучше всего облегчает синтез?
Этот вопрос крайне важен для минимизации стоимости и сложности производства полианилина, а также для улучшения его полезных свойств, таких как придание формы. Возможность использования целого ряда дешевых растворителей с низкой температурой кипения в значительной степени способствовала бы внедрению других универсальных способов использования полимеров, таких как струйная печать, но до сих пор это оставалось труднодостижимым.
В исследовании, недавно опубликованном в журнале Polymer-Plastics Technology and Materials, научные специалисты из Университета Цукубы и их партнеры показали, что им удалось успешно синтезировать полианилин в различных распространенных растворителях. Эта возможность значительно упростит производство полианилина и снизит производственные затраты.
«Полианилин является чрезвычайно универсальным полимером в обычных и передовых технологиях, но ограничения на использование растворителей для синтеза уже давно препятствуют его внедрению. Наше открытие того, как облегчить полимеризацию в различных растворителях, будет полезно как в фундаментальных исследованиях, так и в промышленных применениях», – пояснил профессор Хиромаса Гото, старший автор исследования.
Японские 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 исследования характеристик показали, что полианилин, полученный этим методом, проявляет кристалличность и электрические свойства, как если бы он был получен обычными методами.
Исследователи установили, что йод является электроноакцепторной примесью, которая способствует образованию локализованных поляронов, что имеет решающее значение для последующей полимеризации посредством радикальных цепных реакций.
«Особенно интересным результатом является простота приготовления промышленных полимерных сплавов, таких как смеси с полистиролом или производными целлюлозы. Электропроводящие краски, передовые резиновые смеси и другие материалы теперь легко приготовить, что, как мы ожидаем, будет способствовать разработке новых продуктов в различных областях», – отметил профессор Гото.
Результаты этого исследования помогут сделать полианилин более совместимым со струйной печатью и другими полезными технологиями обработки полимеров и тем самым упростить производство печатных плат и других распространенных компонентов современной электроники. Среди прочего, значительно упростится процесс создания электропроводящих полимеров, что также относится к области конструирования современных дисплеев.
Таким образом, получив решение вроде бы абстрактной задачи совместимости растворителей, многие высокотехнологичные продукты будет возможно производить проще и с меньшими затратами.