WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |

На рис. 18 представлены вольт-амперные Al Al Al Al характеристики светодиодов с различными Ca Ca Ca Ca инжекционными слоями на основе ПАНи. Все ППВ ПФВ ППВ ПФВ кривые имеют характерную для изученных ПАНи ПАНи ПАНи ПАНи SnOSnOSnOSnOSnOSnO2 органических люминофоров нелинейную зависимость, обусловленную тем, что на стекло стекло стекло стекло границе между люминесцирующем и инжектирующем слоем на основе ПАНи свет свет свет свет существует энергетический барьер. На процесс Рис.17. Типовая структура ЭЛ-ячейки.

инжекции заряда сильное влияние оказывает строение границы между двумя полимерными слоями. Полученные интерполимерные комплексы ПАНи, как было определено методами АСМ (рис.16 а-в), обладают микропористой структурой, что приводит к увеличению площади контакта с эмиссионным слоем.

а б Рис.18. Кривые зависимости интенсивности тока I (1) и электролюминесценции (2) от приложенного напряжения в образцах с инжекционным слоем: а) ПАНи/ПАМПСК (dПАНи/ПАМПСК=30 нм., dп-ПМЭХ=60 нм); б)ПАНи/и-ПАСК (dПАНи/иПФВ =40 нм., dп-ПМЭХ-ПФВ=50 нм); в)ПАНи/тПАСК ПАСК (dПАНи/т-ПАСК=65 нм. dп-ПМЭХ-ПФВ=50 нм).

в Экспериментально были подобраны оптимальные значения толщины инжекционного и эмиссионного слоя для увеличения эффективности работы электролюминесцентных ячеек. Как видно из рис.18, яркость излучения изменяется от 1100 Кд/м2 до 110 Кд/м2 в ряду инжекционных слоев ПАНи/ПАМПСК–ПАНИ/и-ПАСК–ПАНи/т-ПАСК.

Электрохромные устройства. Для изучения возможности применения исследованных нами комплексов ПАНи в электрохромных устройствах была изготовлена электрохромная ячейка, схема которой приведена на рис. 19. Для обеспечения высокой электрохромной эффективности устройство включает два электрохромных слоя: анодный (комплексы ПАНи) и катодный (термически напыленный WO3). Выбор катодного и анодного электрохромных слоев обусловлен их высокими величинами электрохромной эффективности (т.е. отношением генерированной оптической плотности D к прошедшему удельному заряду) и взаимной комплиментарностью, обусловленной тем, что в то время как полианилин в анодном процессе выбрасывает в межэлектродное пространство протоны на второй стадии своего окисления, WO3 потребляет их в катодном процессе при своем восстановлении. Таким образом, происходит одновременное окрашивание и обесцвечивание обоих электрохромных слоев. В качестве твердого полимерного электролита в устройстве 2 использованы композиции на основе 5 1 3 5 1 3 ПАМПСК. Выбор данного электролита Свет Свет обусловлен его высокой ионной проводимостью, хорошими оптическими и механическими свойствами. Полученные интерполимерные комплексы ПАНи имеют 4 4 ряд преимуществ по сравнению с + + классическим ПАНи: они обладают более Напряжение Напряжение высокими пленкообразующими свойствами и Рис.19 Схема электрохромного устройства типа адгезией к электроду, формируют «сэндвич»: 1-анодный слой – комплекс ПАНи; 2равномерные по толщине слои, быстро твердый полимерный электролит; 3-катодный слой синтезируются. Другим важным WO3; 4-слой SnO2; 5-стекло преимуществом интерполимерных комплексов ПАНи (в частности ПАНи/иПАСК, ПАНи/т-ПАСК) является возможность выравнивания спектральной характеристики светофильтра в окрашенном состоянии в случае использования интерполимерного комплекса ПАНи/т-ПАСК, что не достижимо при использовании большинства органических электрохромов (рис.20).

Т, % 1.0V 1.5V 2.0V, нм 0 2 4 6 8 400 450 500 550 600 650 700 Время, сек Рис. 20. Спектральные характеристики Рис. 21 Кинетика окрашивания электрохромного электрохромного светофильтра в обесцвеченном светофильтра на длине волны 550 нм при (кривая 1) и окрашенном (кривая 2) состоянии различных напряжениях T, % Скорость окрашивания растет с увеличением напряжения и достигает максимума Т%=65% за 1 с при 3 В (рис.21). Кинетику окрашивания-обесцвечивания измеряли периодически. Было установлено, что образцы таких электрохромных устройств выдерживают более 1 000 000 циклов окрашивания/обесцвечивания без заметного ухудшения рабочих характеристик. Измерения ресурсных характеристик проводили в следующем режиме: импульс окрашивания амплитудой 2,5 В и длительностью 1 с; импульс обесцвечивания амплитудой 1,0 В длительностью 1 с. Такой электрохромный светофильтр существенно превосходит многие известные аналогичные электрохромные системы в несколько раз по быстродействию и более чем на порядок по ресурсу работы.

Применение интерполимерных комплексов ПАНи в вирусологии. Для установления возможности взаимодействия пленок интерполимерных комплексов ПАНи/ПАМПСК с биологическими объектами (вирусами гриппа) были проведены следующие эксперименты. Методом атомно-силовой микроскопии было установлено, что после взаимодействия вируса гриппа типа А с поверхностью пленки ПАНи/ПАМПСК изменяется рельеф поверхности пленки (рис.22) вследствие иммобилизации очищенных вирусов на поверхности пленки интерполимерного комплекса ПАНи†.

При последовательном нанесении на пленку ПАНи/ПАМПСК антител к вирусу гриппа В, очищенного вируса гриппа В и слоя нематических жидких кристаллов в виде эвтектической смеси пметоксибензидилен-п-н-бутиланилина (МББА) и п-этоксибензилиден-п-н-бутиланилина (ЭББА) методами оптической поляризационной микроскопии было обнаружено формирование кристаллоподобных структур (рис. 23). В случае некомплиментарности вируса и антител такие структуры не наблюдаются.

в а б Рис. 22. АСМ-изображение поверхности пленки Рис. 23. Изображение интерполимерного комплекса ПАНи и диаграмма структуры интерпоимерный распределения до взаимодействия с вирусами гриппа типа A комплекс (а) и после взаимодействия (б) ПАНи/ПАМПСК+антитела к вирусу гриппа В+вирус гриппа В+слой нематического жидкого кристалла.

Таким образом, обнаруженное явление может быть использовано для определения типа вирусов гриппа.

† Нанесение вирусов гриппа и антител к ним на подложки с пленками интерполимерных комплексов ПАНи производилось в Институте вирусологии им. Д.И. Ивановского РАМН.

ВЫВОДЫ.

1. Установлено, что химическая структура и конформация поламидосульфокислотной матрицы оказывает сильное влияние на кинетику процессов химического синтеза интерполимерных комплексов полианилина, а также структуру и комплекс его физико-химических свойств. Показано, что скорость полимеризации анилина в присутствии гибкой поли-(2-акриламидо-2-метил-1пропансульфокислоты) существенно превышает скорость полимеризации анилина в присутствии низкомолекулярных неорганических кислот при тех же концентрационных условиях. Увеличение жесткости полиамидосульфокислоты уменьшает скорость химической полимеризации анилина на всех стадиях процесса.

2. Впервые установлено, что при электрохимическом синтезе полианилина и его интерполимерных комплексов варьирование концентрации реагентов влияет как на скорость процесса полимеризации анилина, так и на форму кинетических кривых, что позволяет управлять кинетикой электрохимического синтеза.

4. Показано, что увеличение жесткости полиамидосульфокислоты в интерполимерных комплексах полианилина приводит к ограничению протекания второй стадия окисления полианилина с образованием хинониминных форм.

5. Методами атомно-силовой микроскопии экспериментально показано, что конформация интерполимерных комплексов на основе гибкой поли-(2-акриламидо-2-метил-1пропансульфокислоты) существенно зависит от ионной силы раствора: в растворах с малой ионной силой комплексы имеют форму вытянутых нановолокон, тогда как при увеличении ионной силы раствора происходит переход к глобулярной форме комплекса.

6. Впервые показано, что в смеси полиамидосульфокислот - гибкой поли-(2-акриламидо-2-метил-1пропансульфокислоты) и жесткой поли-4,4’-(2,2’-дисульфокислоты)дифенилен-тере-фталамида), взятых в равном соотношении по сульфокислотным группам, химический синтез интерполимерного комплекса ПАНи с полиамидосульфокислотами протекает так же, как и в присутствии только одной жесткой кислоты, что проявляется как в кинетике синтеза интерполимерного комплекса, так и в спектрах его электронного поглощения.

7. На основе полученных тонких слоев интерполимерных комплексов ПАНи разработаны, изготовлены и испытаны эффективные электрохромные и электролюминесцентные устройства с высокими эксплуатационными характеристиками.

8. Разработан оптический способ определения вирусов гриппа на поверхности слоев интерполимерых комплексов полианилина с помощью нематических жидких кристаллов методом поляризационной микроскопии.

Список опубликованных работ по теме диссертации:

Статьи: 1. Иванов В.Ф., Грибкова О.Л., Некрасов А.А., Исакова А.А., Ванников А.В., Электрохимический синтез полианилина в присутствии поли-(2-акриламидо-2-метил-1пропансульфо)кислоты. // Электронный журнал «Исследовано в России».-2004.-Т. 7.-С. 1568-1576.

(http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2004/144.pdf).

2. Ivanov V.F., Gribkova O.L., Novikov S.V., Nekrasov A.A., Isakova A.A., Vannikov A.V., Meshkov G.B., Yaminsky I.V. Redox heterogeneity in polyaniline films: from molecular to macroscopic scale. // Synth. Met.2005.- V.152.- №1-3.- Р.153-6.

3. Грибкова О.Л., Некрасов А.А., Исакова А.А., Иванов В.Ф., Ванников А.В. Особенности электрохимического синтеза полианилина в присутствии поли-(2-акриламидо-2-метил-1пропансульфокислоты) и спектроэлектрохимические характеристики получаемых пленок. // Электрохимия.-2006.- Т. 42.- №10.-С.1-8.

4. Иванов В.Ф., Иванова В.Т., Томилин М.Г., Ракутина Р.О., Исакова А.А., Яблоков М.Ю.

Оптический метод диагностики вирусов гриппа на основе нематических жидких кристаллов. // Оптический журнал.-2006.-Т.73.-№ 8.- С.90-92.

5. Гусева М.А., Исакова А.А., Грибкова О.Л., Тверской В.А., Иванов В.Ф., Ванников А.В., Федотов Ю.А. Матричная полимеризация анилина в присутствии полиамидов, содержащих сульфокислотные группы. // Высокомолекулярные соединения: Сер. А.- 2007.-Т.49.-С. 9-17.

6. Gribkova O.L., Meshkov G.B., Ivanov V.F., Nekrasov A.A., Isakova A.A., Vannikov A.V., Yaminsky I.V.

Nanoobjects of interpolymer complexes of polyaniline and PAMPSA in aqueous solutions. // Journal of Physics: Conference Series.- 2007.-V.61.-Р. 359–363.

7. Nekrasov A.A., Gribkova O.L., Eremina T.V., Isakova A.A., Ivanov V.F., Tverskoj V.A., Vannikov A.V.

Electrochemical synthesis of polyaniline in the presence of poly(amidosulfonic acid)s with different rigidity of polymer backbone and characterization of the films obtained. // Electrochim. Acta.-2008.-V.53.- Р. 37893797ю 8. Исакова А.А., Грибкова О.Л., Некрасов А.А., Иванов В.Ф., Тверской В.А., Ванников А.В.

Электрохимический синтез и спектроэлектрохимические свойства наноструктурированных полианилиновых слоев в присутствии полиамидосульфокислот различного строения. // Физикохимия поверхности и защита металлов.-2008.-Т. 44.-№6.-С. 615–619.

Тезисы докладов на конференциях:1. Иванов В.Ф., Некрасов А.А., Грибкова О.Л., Исакова А.А., Ванников А.В., Яблоков M.Ю., Яминский И.В. Многоуровневая редокс-гетерогенность в полианилиновых слоях // 3-я Всероссийская Каргинская конференция «Полимеры-2004», 27 января - 1 февраля, 2004, Москва.- Сб.тезисов.- 2004 г.-Т. 1.- С. 195.

2. Грибкова О.Л., Иванов В.Ф., Исакова А.А., Некрасов A.A., Ванников А.В., Бринецкая Р.Ж., Тверской В.А. Матричный синтез полианилина в присутствии полиамидосульфокислот различного строения // 3-я Всероссийская Каргинская конференция «Полимеры-2004», 27 января - 1 февраля, 2004, Москва.- Сб.тезисов.- 2004 г.-Т. 1.- С. 62.

3. Ivanov V.F., Gribkova O.L., Novikov S.V., Nekrasov A.A., Isakova A.A., Yablokov M.Yu., Vannikov A.V. Redox heterogeneity in polyaniline films: from molecular to macroscopic scale // International Conference on the Science and Technology of Synthetic Metals (ICSM’04), June 28– July 2, 2004, Wollongong, Australia. -Book of Abstracts.- 2004.- Р.31.

4. Gribkova O.L., Ivanov V.F., Isakova A.A., Nekrasov A.A., Vannikov A.V. Interpolymer complex of polyaniline and poly-(2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid): spectroelectrochemical behavior // 55th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry, 19-24 September, 2004, Thessaloniki, Greece. - Book of Abstracts.- 2004.-V. II. -P.1033.

5. Ivanov V.F., Yablokov M. Yu., Gribkova O.L., Isakova A.A., Vannikov A.V. Induced optical activity of polyaniline interpolymer complexes and their use in virology and medicine. // Eueropean Polymer Congress June 27-Jule 1, 2005, Moscow, Russia.- Book of Abstracts.- 2005.-Abst. 4119.

6. Ivanov V.F., Gribkova O.L., Isakova A.A., Nekrasov A.A., Vannikov A.V., Meshkov G.B., Yamisky I.V.

Redox heterogeneity of polyaniline at various scales:structure and properties. // Eueropean Polymer Congress June 27-Jule 1, 2005, Moscow, Russia.- Book of Abstracts.- 2005.-Abst.4131.

7. Ivanov V.F., Gribkova O.L., Nekrasov A.A., Isakova A.A., Vannikov A.V., Guseva M.A., Tverskoj V.A.

Template synthesis of polyaniline on the various types polyamidosulphonic acids // Eueropean Polymer Congress June 27-Jule 1, 2005, Moscow, Russia.- Book of Abstracts.- 2005.-Abst.4040.

8. Грибкова О.Л., Иванов В.Ф., Исакова А.А., Ванников А.В. Электрохимический синтез полианилина в присутствии поли(2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфокислоты) // Физикохимические основы новейших технологий. Сб. Тезисов.-2005.-Т.1.-Ч.2.-С.9. Иванов В.Ф., Яблоков М.Ю., Грибкова О.Л., Исакова А.А., Ванников А.В. Оптическая активность интерполимерных комплексов полианилина // Физико-химические основы новейших технологий.

Сб. Тезисов.- 2005.- Т.1.- Ч. 1.- С.338.

10. Nekrasov A.A., Ivanov V.F., Gribkova O.L., Isakova A.A., Guseva M.A., Tverskoi V.A., Vannikov A.V.

Spectroelectrochemical and morphological studies of nano-structured polyaniline films synthesized in the presenceof polyamidosulfonic acids of different nature // 207-th Meeting of the Electrochemical Society., May 15 - May 20, 2005, Quebec City, Canada,.- Book of Abstracts.- 2005.-Abst. 1712.

11. Gribkova O.L., Ivanov V.F., Isakova A.A., Nekrasov A.A., Vannikov A.V. Spectroelectrochemical behavior of polyaniline films synthesized in the presence of polyamidosulfonic acids of various nature. // Teodor Grotthuss Electrochemistry Conference. June 5-8, 2005, Vilnus- Book of Abstracts. -2005.- Р. 41.

12. Грибкова О.Л., Исакова А.А., Иванов В.Ф., Некрасов А.А., Ванников А.В. Матричный химический и электрохимический синтез полианилина и свойства слоев на его основе // Полимерные композиционные материалы и покрытия. 17-19 мая, 2005, Ярославль, Россия. -Сб. тезисов.-2005.с.306-308.

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»