Mélange de polymères conjugués pour conducteurs ionique et électronique organiques plus rapides

Abstract

Le fonctionnement de divers dispositifs électrochimiques organiques relève de leur propriété intrinsèque de conductivité mixte par les polymères pi-conjugués. Un facteur clé, qui généralement limite les performances d’un dispositif, est le transport trop lent des ions à travers le polymère semiconducteur, nécessaire pour le dopage et dé-dopage en masse. De plus, de nombreux efforts ont été réalisés pour améliorer la conductivité ionique de différents polymères conjugués en travaillant chimiquement sur la polarité de la chaîne latérale sur ces matériaux. De tels groupements peuvent cependant impacter la structure de ces matériaux et rendre leurs propriétés électroniques sensibles aux conditions environnementales. Ce travail démontre la viabilité d’un mélange de polymères multicomposants comme alternative pour régler la conductivité mixte. Un copolymère à bloc hydrophile de poly(3-hexylthiophène) et poly(oxyde d’éthylène) (P3HT-b-PEO) est mélangé avec un copolymère aléatoire conducteur mixte de P3HT et poly(3-hydroxyhexylthiophène) (P3HT-co-P3HHT). Les transistors électrochimiques du mélange montrent une performance de transduction similaire au matériau P3HT-co-P3HHT pur à l’état stable, cependant le temps de réponse est grandement réduit. On attribut cela à un dopage électrochimique plus rapide puisque la captation des ions s’améliore quand on augmente l'hydrophilie du matériau grâce à l’ajout du copolymère à bloc. En parallèle, la partie P3HT du copolymère à bloc semble agir comme un compatibilisant qui améliore la stabilité structurale du mélange, améliorant ainsi la stabilité opérationnelle du dispositif. Par conséquent, notre travail impliquant cette ingénierie des copolymères à blocs pour fabriquer des mélanges compatibles est une méthode prometteuse pour améliorer les performances et la stabilité des matériaux conducteurs mixtes.