Функционализированные полианилины: влияние морфологии поверхности тонких пленок на их основе на электрофизические и сенсорные свойства
Исследовано влияние морфологии полианилина (ПАНИ) и его сополимеровна электропроводимость и сенсорную чувствительность к влажности воздуха тонкопленочных структур на их основе. Синтезированы полианилин и три новых родственных ему сополимера: поли (анилин-со-орто-толуидин), поли{анилин-со-2-(циклогек-2-ен-1-ил) анилин}, поли{анилин-со-2-(циклопент-2-ен-1-ил)анилин}. С помощью сканирующего электронного микроскопа была изучена морфология поверхности тонких пленок, полученных из раствора синтезированных полимеров методом центрифугирования на ситалловых подложках. Морфология полученных образцов из сополимеров с орто-толуидином и новыми производными ПАНИ значительно отличается от самого ПАНИ, что свидетельствует о влиянии заместителей на надмолекулярную структуру. Поскольку высокомолекулярные образцы синтезированы в идентичных условиях, выявленные отличия в морфологии непосредственно связанны с механизмом взаимодействия мономерных единиц. По механизму самосборки сополимерного образца на основе орто-толуидина получены полые сферы большого размера. Подобная морфология, как известно, является потенциально полезной структурой для получения различных сенсорных устройств. На основе ПАНИ и его сополимеров изготовлены образцы резистивных тонкопленочных структур и измерена зависимость их электропроводности от величины относительной влажности воздуха. Экспериментально обнаружено влияние морфологии поверхности пленок ПАНИ и его сополимеров на сенсорную чувствительность к влажности воздуха и показана перспективность применения исследованных пленок в датчиках влажности. Установлено, что при максимальных значениях относительной влажности воздуха в 90 % наибольшей проводимостью обладают пленки сополимера поли(анилин-со-орто-толуидин) а. Образцы датчиков на основе немодифицированного ПАНИ демонстрируют наименьшую проводимость. Следует отметить, что самую равномерную и близкую к линейной характеристику в интервале 20 - 90 % влажности имеют резистивные датчики на тонких пленках поли{анилин-со-2-(циклогек-2-ен-1-ил)анилин} а.