مروری بر عملکرد و خواص پلیمرهای رسانا با تمرکز بر PEDOT:PSS

نوع مقاله : تالیفی

نویسندگان

1 پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران

2 پژوهشگاه پلیمر

10.22063/basparesh.2025.35691.1737

چکیده

پلیمرهای رسانا به عنوان نسل چهارم مواد پلیمری با خواص الکتریکی برجسته و قابلیت انتقال بار الکتریکی، جایگاه منحصر به فردی در پژوهش های علمی و کاربردهای صنعتی یافته‌اند. این پلیمرها عموماً رسانایی پایین تری نسبت به فلزات دارند، اما فرآیند دوپه کردن موجب افزایش چشمگیر رسانایی آن ها می‌شود. رسانایی در این پلیمرها عمدتاً ناشی از ساختار مزدوج پیوندهای π در زنجیره پلیمری است که امکان جابجایی الکترون و حامل های بار را تسهیل می‌کند. در میان انواع مختلف پلیمرهای رسانا، پلی (3و4-اتیلن دی‌اکسی تیوفن) پلی(استایرن سولفونات) (PEDOT:PSS) به دلیل پراکندگی در آب، توانایی ایجاد فیلم های پایدار و یکنواخت، و مقاومت مکانیکی عالی، عملکردی برتر و پایداری محیطی قابل توجهی ارائه می‌کند. این ویژگی ها PEDOT:PSS را به گزینه‌ای بهینه برای کاربردهایی با نیازهای پایداری بلندمدت الکتریکی و انعطافپذیری مکانیکی تبدیل کرده است. این مطالعه مروری بر سازوکارهای انتقال بار، روش های سنتز و تاثیر دوپه کردن بر بهبود خواص PEDOT:PSS را تشریح میکند. تحلیل داده های ارائه شده نشان می‌دهد که این پلیمر در فیلم با ضخامت های نازک نیز رسانایی بالاتری نسبت به سایر پلیمرها دارد و توانمندی خود را در پایداری رسانایی در برابر شرایط محیطی متغیر به اثبات رسانده است. با اثر هم افزایی خواص الکتریکی برتر، پایداری شیمیایی و قابلیت انطباق بالا، PEDOT:PSS را به پلیمر رسانایی پیشرو و کلیدی در توسعه فناوری‌های نوین الکترونیک و مواد انعطاف پذیر تبدیل کرده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A Review of the Performance and Properties of Conductive Polymers with a Focus on PEDOT:PSS

نویسندگان [English]

  • Ali Akbar Yousefi 1
  • Mohamadreza Shams 2
1
2 IPPI
چکیده [English]

Conductive polymers, recognized as the fourth generation of polymeric materials, possess outstanding electrical properties and charge transport capabilities, granting them a unique position in both scientific research and industrial applications. Although these polymers generally exhibit lower electrical conductivity compared to metals, doping significantly enhances their conductivity. The electrical conduction in these polymers primarily originates from the conjugated π-bond structures along the polymer backbone, which facilitate electron delocalization and charge carrier mobility. Among various conductive polymers, poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate) (PEDOT:PSS) stands out due to its aqueous dispersibility, ability to form uniform and stable films, and remarkable mechanical robustness. These attributes provide PEDOT:PSS with superior performance and notable environmental stability, making it an optimal choice for applications demanding long-term electrical stability and mechanical flexibility. This review highlights the charge transport mechanisms, synthesis strategies, and the role of doping in enhancing the properties of PEDOT:PSS. The analysis of reported data demonstrates that this polymer exhibits higher conductivity compared to other conductive polymers, even in ultrathin films, and retains its conductivity under fluctuating environmental conditions. The synergistic combination of superior electrical characteristics, chemical stability, and structural adaptability establishes PEDOT:PSS as a leading and indispensable conductive polymer for advancing next-generation electronic technologies and flexible materials.

کلیدواژه‌ها [English]

  • conductive polymers
  • electrical conductivity
  • electronic structure
  • sulfonated polystyrene
  • PEDOT:PSS