離子液體摻雜PEDOT:PSS的噴涂沉積

南洋理工大學(xué)的Wei Lin Leong課題組報(bào)道了一種通過噴涂沉積來制造離子液體摻雜的PEDOT:PSS材料（聚(乙撐二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸鹽）的方法，使得其能夠在諸多復(fù)雜的基底上進(jìn)行圖案化制造。

PEDOT:PSS作為一種的混合離子電子導(dǎo)電聚合物，在OECT中應(yīng)用廣泛。在該課題組之前的研究中，離子液體被證明可以改善聚合物纖維的形態(tài)與聚集，提高空穴傳輸和離子滲透的能力，從而提高其性能。在這里，此前的研究提到的三氰甲基咪唑鹽離子液與PEDOT:PSS作用力較強(qiáng)、粘度較高，不適用于噴涂沉積，因此選用了作用較弱的水溶性離子液[EMIM][Cl]。將一定比例的PEDOT:PSS水溶液、[EMIM][Cl]水溶液與(3-縮水甘油丙氧基)三甲氧基硅烷混合，室溫下攪拌1 h后用商用噴槍噴涂到準(zhǔn)備好的基底上，噴涂時(shí)基底溫度保持100 °C，相對(duì)濕度65%。

圖1. (a) 噴涂沉積法示意圖 (c) PEDOT：PSS結(jié)構(gòu)示意圖 (d) 葉基OCET結(jié)構(gòu)示意圖

該法制備的OECT在各方面性能上均不遜色于傳統(tǒng)方法制備的晶體管。為了證明噴涂沉積法在有機(jī)電化學(xué)晶體管制造中的普適性，作者還研究了噴涂沉積PEDOT:PSS/[EMIM][Cl]在多種基材上的電學(xué)性能和穩(wěn)定性，包括基于乙基纖維素和樹葉的可生物降解柔性基材，以及基于粘性繃帶和聚苯乙烯嵌段-聚(乙烯-丙烯-丁烯)-嵌段-聚苯乙烯(SEBS)彈性體的彈性基材（如圖2）。

圖2. 不同基底上OCET的照片和性能

總而言之，本文成功地展示了一種簡(jiǎn)便的噴涂沉積技術(shù)來制造具有高跨導(dǎo)和出色穩(wěn)定性的基于PEDOT:PSS的OECT。這里的圖形化制造不涉及有機(jī)溶劑或復(fù)雜的光刻技術(shù)，能夠直接在各種柔性基板上獲得聚合物導(dǎo)電通道。該器件在0.1 M NaCl電解質(zhì)中連續(xù)進(jìn)行4000多次循環(huán)的脈沖柵極測(cè)量期間顯示出出色的穩(wěn)定性。在環(huán)境條件下則觀察到六個(gè)月的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

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咪唑基離子液體功能化聚氨酯/多壁碳納米管復(fù)合材料 (PUIL/MWNT)

聚合離子液體功能化聚吡咯納米管

離子液體功能化石墨烯復(fù)合材料

離子液體功能化的石墨烯/碳納米管(G-IL/CNTs)

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羧基功能化離子液體表面修飾TiO2納米微粒

離子液體摻雜的PEDOT:PSS材料（聚(乙撐二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸鹽）

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以上資料來自西安pg電子官方生物小編zhn2020.11.27

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