Spektroelektrochemische Untersuchungen an Polymeren mit intrinsischer elektrischer Leitfähigkeit

Nachdem wir in den letzten Jahren umfangreiche Untersuchungen zum Leitungsmechanismus intrinsisch leitfähiger Polymere durchgeführt und veröffentlicht haben, beschäftigen wir uns derzeit mit der Herstellung und elektrospektrochemischen Charakterisierung von Polymeren, die man aus N-Alkyl- und Ring-Alkyl-substituierten Anilinderivaten gewinnt.

Die Polymere werden von uns elektrochemisch hergestellt und wachsen dabei als dünne Schichten auf Edelmetall- oder ITO-Elektroden.

Zu Beginn jeder Untersuchung werden zyklische Voltammogramme der Monomere aufgenommen. Als Information erhält man daraus das Oxidationspotential des jeweiligen Monomers. Im ersten Oxidationsschritt wird das Monomer in sein Radikalkation überführt. Dieses reagiert dann mit einem weiteren Monomer weiter und bildet über Oligomere schließlich ein Polymer.

In zyklischen Voltammogrammen während der Filmabscheidung treten neue Oxidation- und Reduktionspeaks auf. Diese sind auf das entstehene Polymer zurückzuführen. Man kann durch Auswertung dieser Peaks die Quantität der Polymerschicht beschreiben.

Die elektrische Leitfähigkeit der untersuchten Polymere wurde ebenfalls elektrochemisch in situ gemessen.

Charakteristisch für leitfähige Polymere ist deren Elektrochromie, also eine vom Elektrodenpotential abhängige Farbe. Um diesen Effekt zu studieren werden die Polymere auf optisch transparenten Elektroden abgeschieden und UV-spektroskopisch untersucht.

Die molekulare Struktur der Polymere wird mit Hilfe der in situ FTIR-Spektroskopie und in situ Raman-Spektroskopie aufgeklärt.

Neben Polymerfilmen sind auch andere Darstellungsformen dieser Werkstoffe von anwendungstechnischem Interesse. Polyanilin in Dispersionsform hat zudem weitere Eigenschaften von grundlegendem Interesse, die von denen entsprechender Filme abweichen. Wir untersuchen Polyanilindispersionen mit elektrochemischen und spektroelektrochemischen Methoden.