ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)

ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン) ( PEDOTまたはPEDT、IUPAC名ポリ(2,3-ジヒドロチエノ[3,4- b ][1,4]ジオキサン-5,7-ジイル))は、3,4-エチレンジオキシチオフェンまたはEDOTをベースとした導電性ポリマーです。 1989年にバイエルAGによって初めて報告されました。^[1]

ポリマー

PEDOTは、3-アルキルチオフェンなどの従来の導電性ポリチオフェンに比べて多くの利点を持っています。例えば、このポリマーは導電性状態では光学的に透明であり、高い安定性、適度なバンドギャップ、低い酸化還元電位を備えています。^[2]^{[3]主な欠点は}溶解性が低いことですが、 PEDOT:PSSやPEDOT-TMAなどの複合材料を使用することで部分的に回避できます。

ポリマーは酸化によって生成されます。プロセスは、EDOTモノマーのラジカルカチオン[C ₂ H ₄ O ₂ C ₄ H ₂ S] ^{+の生成から始まります。このカチオンは中性のEDOTに付加され、その後脱プロトン化されます。}ペルオキシ二硫酸塩を使用した理想的な変換を以下に示します。

n C ₂ H ₄ O ₂ C ₄ H ₂ S + n (OSO ₃ ) ₂²⁻ → [C ₂ H ₄ O ₂ C ₄ S] _n + 2n HOSO ₃⁻

重合は通常、テンプレートとして機能するポリスチレンスルホン酸（PSS）の存在下で行われます。PSSは対イオンも提供し、反応中の電荷のバランスを取り、3,4-エチレンジオキシ-2（5H）-チオフェノンなどの副産物の形成を妨げ、PEDOTモノマーを水または水溶液に分散させます。^{[4]得られたPEDOT：PSS複合材料は、}白金、金、ガラス状炭素、インジウムスズ酸化物などの導電性支持体上に堆積することができます。^[5]

用途

PEDOTの用途としては、エレクトロクロミックディスプレイや帯電防止剤などが挙げられる。^[6]

PEDOTは、太陽光発電、プリント配線、センサーへの応用も提案されている。 ^[6]^{[4] PEDOTは}生体適合性インターフェースへの応用が提案されている。 ^[7]^[8]

さらに読む

Bello, A.; Giannetto, M.; Mori, G.; Seeber, R.; Terzi, F.; Zanardi, C. (2007). 「PEDOT 修飾電極上のアスコルビン酸の測定のための DPV 電位波形の最適化」.センサーおよびアクチュエータ B: 化学. 121 (2): 430. doi :10.1016/j.snb.2006.04.066. hdl : 11380/621556 .
Kumar, S. Senthil; Mathiyarasu, J.; Phani, KLN; Yegnaraman, V. (2005). 「ポリ (3,4-エチレンジオキシチオフェン) 修飾ガラス状炭素電極によるドーパミンとアスコルビン酸の同時測定」。Journal of Solid State Electrochemistry . 10 (11): 905. doi :10.1007/s10008-005-0041-7. S2CID 95645292.
Zhang, Xinyu; MacDiarmid, Alan G.; Manohar, Sanjeev K. (2005). 「PEDOT ナノファイバーの化学合成」。Chemical Communications (42): 5328–30. doi :10.1039/b511290g. PMID 16244744.

参考文献

^ EP 特許 0339340A2、Friedrich Jonas、Gerhard Heywang、Werner Schmidtberg、Jürgen Heinze、Michael Dietrich、「ポリチオフェン、その製造法および使用法」、1989 年 11 月 2 日公開、1999 年 12 月 29 日発行、BAYER AG に譲渡
^ Groenendaal, L.; Zotti, G.; Aubert, P.-H.; Waybright, SM; Reynolds, JR (2003 年 6 月 5 日). 「ポリ (3,4-アルキレンジオキシチオフェン) 誘導体の電気化学」. Advanced Materials . 15 (11): 855–879. doi :10.1002/adma.200300376. S2CID 95453357.
^ Heywang, Gerhard; Jonas, Friedrich (1992). 「ポリ(アルキレンジオキシチオフェン) - 新しく非常に安定した導電性ポリマー」. Advanced Materials . 4 (2): 116–118. doi :10.1002/adma.19920040213.
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^ Sun, Kuan; Zhang, Shupeng; Li, Pengcheng; Xia, Yijie; Zhang, Xiang; Du, Donghe; Isikgor, Furkan Halis; Ouyang, Jianyong (2015 年 7 月)。「エネルギー変換およびストレージデバイスにおける PEDOT および PEDOT:PSS の応用に関するレビュー」。Journal of Materials Science: Materials in Electronics。26 ( 7 ): 4438–4462。doi : 10.1007 /s10854-015-2895-5。S2CID 137534972 。
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^ カスバートソン、アンソニー（2020年8月17日）。「科学者が発見した物質は『AIと人間の脳を融合できる可能性がある』」インディペンデント。

[1] EP 特許 0339340A2、Friedrich Jonas、Gerhard Heywang、Werner Schmidtberg、Jürgen Heinze、Michael Dietrich、「ポリチオフェン、その製造法および使用法」、1989 年 11 月 2 日公開、1999 年 12 月 29 日発行、BAYER AG に譲渡

[2] Groenendaal, L.; Zotti, G.; Aubert, P.-H.; Waybright, SM; Reynolds, JR (2003 年 6 月 5 日). 「ポリ (3,4-アルキレンジオキシチオフェン) 誘導体の電気化学」. Advanced Materials . 15 (11): 855–879. doi :10.1002/adma.200300376. S2CID 95453357.

[3] Heywang, Gerhard; Jonas, Friedrich (1992). 「ポリ(アルキレンジオキシチオフェン) - 新しく非常に安定した導電性ポリマー」. Advanced Materials . 4 (2): 116–118. doi :10.1002/adma.19920040213.

[JMC-4] Kirchmeyer, S.; Reuter, K. (2005). 「ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)の科学的重要性、特性、および拡大する用途」J. Mater. Chem. 15 (21): 2077–2088. doi :10.1039/b417803n.

[5] Sun, Kuan; Zhang, Shupeng; Li, Pengcheng; Xia, Yijie; Zhang, Xiang; Du, Donghe; Isikgor, Furkan Halis; Ouyang, Jianyong (2015 年 7 月)。「エネルギー変換およびストレージデバイスにおける PEDOT および PEDOT:PSS の応用に関するレビュー」。Journal of Materials Science: Materials in Electronics。26 ( 7 ): 4438–4462。doi : 10.1007 /s10854-015-2895-5。S2CID 137534972 。

[ADVM-6] Groenendaal, LB; Jonas, F.; Freitag, D.; Pielartzik, H.; Reynolds, JR (2000). 「ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン) とその誘導体: 過去、現在、そして未来」。Adv . Mater. 12 (7): 481–494. doi :10.1002/(SICI)1521-4095(200004)12:7<481::AID-ADMA481>3.0.CO;2-C.

[7] Donahue, Mary J.; Sanchez-Sanchez, Ana; Inal, Sahika; Qu, Jing; Owens, Roisin M.; Mecerreyes, David; Malliaras, George G.; Martin, David C. (2020 年 4 月 1 日). 「バイオエレクトロニクスへの応用に向けた PEDOT 特性の調整」. Materials Science and Engineering: R: Reports . 140 : 100546. doi : 10.1016/j.mser.2020.100546 . hdl : 10754/661510 . ISSN 0927-796X. S2CID 212425203.

[Cuthbertson-8] カスバートソン、アンソニー（2020年8月17日）。「科学者が発見した物質は『AIと人間の脳を融合できる可能性がある』」インディペンデント。