Ispitivanje samozacjeljivosti vodljivih filmova na bazi poli(3,4-etilendioksitiofena)

završni rad

• Naslov (engleski): Testing the self-healibility of conductive films based on poly(3,4-ethylenedioxythiophene)
• Autor: Elizabet Horvat
• Mentor: Zvonimir Katančić (mentor)
• Član povjerenstva: Zvonimir Katančić (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Mirela Leskovac (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Emi Govorčin Bajsić (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije; Zagreb
• Datum i država obrane: 2024-09-17, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Kemijsko inženjerstvo

Sažetak

Otkrivanje vodljivosti u određenim vrstama polimera otvorilo je nove mogućnosti u znanstvenim istraživanjima, značajno povećavši interes za ovo područje. Elektrovodljivi polimeri, sa svojim jedinstvenim optičkim i električnim svojstvima predstavljaju izuzetno svestrane organske materijale. Njihova kemijska stabilnost, mehanička fleksibilnost, izvrsna obradivost, podesiva vodljivost i biokompatibilnost omogućuje široku primjenu u elektronici i mikroelektronici, medicini, biotehnologiji, senzorskim tehnologijama te fleksibilnoj elektronici. Posebno se ističe poli(3,4-etilendioksitiofen) (PEDOT), koji se zbog svoje visoke vodljivosti smatra jednim od najvažnijih predstavnika elektrovodljivih polimera. Kopolimerizacijom PEDOT-a s drugim polimerima moguće je značajno modificirati i prilagoditi svojstva konačnog proizvoda, što omogućuje razvoj inovativnih rješenja za suvremene tehničke izazove, osobito u području nosive elektronike. Svrha ovog rada je istražiti samozacjeljivost elektrovodljivih filmova na bazi PEDOT-a, sintetiziranih iz EDOT i ThBr monomera te termoplastičnog elastomera SEBS-a, koji doprinosi povećanju elastičnosti polimerne mješavine.
Poli(akrilat-uretan) (PAU) je ugrađen u lanac PEDOT-a naknadnom radikalskom polimerizacijom putem prijenosa atoma (ATRP). Zahvaljujući vodikovim vezama, PAU omogućuje fizikalno umrežavanje, čime se postiže svojstvo samozacjeljivanja filmova. Dobiveni produkti analizirani su pomoću infracrvene spektroskopije s Fourierovom transformacijom (FTIR) te pomoću sonde s 4 točke (4PP), a provedena su i ispitivanja stabilnosti te ispitivanja mehaničkih svojstavaIzrađeni polimerni filmovi pokazali su izvrsna mehanička svojstva, istezljivost, stabilnost, električnu provodnost i sposobnost samozacjeljivanja, što im otvara mogućnost primjene u nosivoj elektronici. Potvrđena električna vodljivost pruža priliku za daljnju optimizaciju ovih filmova u tu svrhu.

Sažetak (engleski)

The discovery of conductivity in certain types of polymers has opened new possibilities in scientific research, significantly increasing interest in this field. Conductive polymers, with their unique optical and electrical properties, represent exceptionally versatile organic materials. Their chemical stability, mechanical flexibility, excellent processability, tunable conductivity, and biocompatibility enable wide application in electronics and microelectronics, medicine, biotechnology, sensor technologies, and flexible electronics. Particularly noteworthy is poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT), which is considered one of the most important representatives of conductive polymers due to its high conductivity. By copolymerizing PEDOT with other polymers, it is possible to significantly modify and tailor the properties of the final product, allowing the development of innovative solutions for contemporary technical challenges, especially in the field of wearable electronics. The purpose of this study is to investigate the self-healing properties of conductive films based on PEDOT, synthesized from EDOT and ThBr monomers, and thermoplastic elastomer SEBS, which contributes to the increased elasticity of the polymer blend. Poly(acrylate-urethane) (PAU) was incorporated into the PEDOT chain via subsequent atom transfer radical polymerization (ATRP). Due to hydrogen bonding, PAU enables physical cross-linking, thereby achieving the self-healing property of the films. The obtained products were analyzed using Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) and a four-point probe (4PP), and stability and mechanical property tests were also performed. The fabricated polymer films demonstrated excellent mechanical properties, stretchability, stability, electrical conductivity, and self-healing capability, which opens up opportunities for their application in wearable electronics. The confirmed electrical conductivity provides an opportunity for further optimization of these films for this purpose.

• Ključne riječi: elektrovodljivi polimeri; PEDOT; samozacjeljivost; nosiva elektronika; termoplastični elastomer
• Ključne riječi (engleski): conductive polymers; PEDOT; self-healing; wearable electronics; thermoplastic elastomer
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:781377
• Projekt: Šifra: UIP-2019-04-8304; Naziv: Molekularno krojenje istezljivih i zacijeljivih vodljivih polimera za nosivu elektroniku; Naziv: Molecular Tailoring of Stretchable and Healable Conductive Polymers for Wearable Electronics; Kratica: SHaPes; Voditelj: Zvonimir Katančić; Pravna nadležnost: Hrvatska; Financijer: Hrvatska zaklada za znanost; Linija financiranja: Installation Research Projects
• Studijski program: Naziv: Kemija i inženjerstvo materijala; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: prijediplomski; Akademski / stručni naziv: sveučilišni/a prvostupnik/prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka kemijskog inženjerstva (univ. bacc. ing. cheming.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2024-11-16 17:38:04