D.3 VODIVÉ POLYMÉRNE FILMY
Polyanilín
je typickým predstaviteľom vodivých organických polymérov. Zvláštne fyzikálne a chemické vlastnosti týchto látok im predpovedajú široké možnosti uplatnenia sa v technológiách 21. storočia. (Napr. vďaka rozsiahlej p -konjugácii môže ich vodivosť konkurovať aj vodivosti takých kovových materiálov, akým je meď !)
Polyanilín sa môže vyskytovať v štyroch rôznych formách (tabuľka D.1), líšiacich sa napr. sfarbením, ale aj inými vlastnosťami. Pri elektrochemicky iniciovanej polymerácii na elektróde vzniká zelená vodivá forma, známa ako emeraldíniová soľ. Hotový polymérny film – povlak na elektróde – sa môže veľmi rýchle reverzibilne premieňať z jednej formy na druhú, stačí zmeniť potenciál pracovnej elektródy. Technické prevedenie experimentu pozri B.C. Sherman, W.B. Euler, R.R. Forcé, J. Chem. Educ., 71, A94 (1994). Poznamenávame, že prechod zo zelenej formy (emeraldíniová soľ) na modrú (zásada) je možný aj zmenou pH.
Ešte pôsobivejšou elektrochromickou látkou (t.j. látkou, ktorá mení sfarbenie v závislosti od vloženého potenciálu) je polymér na báze trisbipyridínového komplexu Ru(II), ktorého monomér je zobrazený na obr. D.3. Tento komplex sa môže vyskytovať až v 7-ich stabilných
Obr. D.3
Cyklický voltampérogram tzv. "polyruténia" (polymér
na báze trisbipyridínového komplexu Ru(II)), vľavo vzorec
monoméru
formálnych oxidačných stavoch, pričom v každom stave má iné sfarbenie (tabuľka D.2). Prechodu medzi jednotlivými oxidačnými stavmi uvedenými v tabuľke D.2 zodpovedá vždy dvojica píkov (katodický a anodický) na cyklickom voltampérograme polymérneho filmu z tohto materiálu na povrchu elektródy (obr. D.3). Viac: J.G. Redepenning, Trends in Analyt. Chem., 6, 18 (1987).
Tabuľka D.2 Približná distribúcia oxidačných stavov elektrochromického polyméru z obr. D.3
Oxidačný stav | Potenciálový interval [V] | Farba |
+2 |
+ 1,53 až – 0,56 | oranžová |
+1 |
– 0,66 až – 0,75 | purpurová |
0 |
– 0,75 až – 0,91 | modrá |
–1 |
– 0,91 až – 1,37 | zelenomodrá |
–2 |
– 1,37 až – 1,57 | hnedá |
–3 |
– 1,57 až – 1,82 | hrdzavá |
–4 |
– 1,82 až – 2,50 | višňovočervená |
Použitie elektrochromických materiálov je možné napr. do farebných displejov, ktoré môžu pozostávať z množstva individuálne adresovateľných mikroelektród.