Luận văn thạc sĩ về rodcoil diblock copolymer từ poly 3-hexylthiophene và monomer spirooxazine

Rod-coil diblock copolymer là một loại polymer có cấu trúc đặc biệt, trong đó có hai loại chuỗi phân tử khác nhau: phân đoạn rod và phân đoạn coil. Rod-coil diblock copolymer được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng nhờ vào khả năng kết hợp các tính chất của hai loại polymer khác nhau. Trong nghiên cứu này, poly 3-hexylthiophene (P3HT) được chọn làm phân đoạn rod, nhờ vào tính chất điện dẫn tốt và khả năng ứng dụng trong các thiết bị quang điện tử. Việc kết hợp với các monomer như monomer spirooxazine và DMAEMA trong phân đoạn coil nhằm tạo ra các tính chất quang sắc và cải thiện khả năng ưa nước của copolymer. Điều này mở ra tiềm năng ứng dụng lớn trong lĩnh vực cảm biến hóa học và các thiết bị quang điện tử.

Phương pháp tổng hợp rod-coil diblock copolymer được thực hiện thông qua kỹ thuật ATRP (Atom Transfer Radical Polymerization). Kỹ thuật này cho phép kiểm soát tốt cấu trúc của polymer, từ đó tạo ra các copolymer với trọng lượng phân tử và độ đa phân tán mong muốn. Trong nghiên cứu, chất khơi mào P3HT-Macroinitiator được tổng hợp từ poly 3-hexylthiophene, sau đó được sử dụng để tổng hợp các copolymer như P3HT-b-P(DMAEMA-r-PyMA) và P3HT-b-P(DMAEMA-r-MSp). Việc sử dụng monomer spirooxazine và DMAEMA trong phân đoạn coil không chỉ tạo ra các tính chất quang sắc mà còn giúp cải thiện khả năng tương tác của copolymer với môi trường. Các phương pháp phân tích như FT-IR, GPC và 1H-NMR được sử dụng để xác định cấu trúc và tính chất của các sản phẩm tổng hợp.

Tính chất của các rod-coil diblock copolymer được đánh giá thông qua một loạt các phương pháp phân tích. Kết quả từ FT-IR, GPC và 1H-NMR cho thấy rằng các copolymer đã được tổng hợp thành công với cấu trúc mong muốn. Đặc biệt, phổ UV-Vis cho thấy sự hiện diện của cấu trúc rung động trong hỗn hợp dung môi, chứng minh sự sắp xếp trật tự của P3HT trong copolymer. Kết quả phân tích PL cho thấy sự dập tắt huỳnh quang đáng kể khi hàm lượng methanol tăng lên, cho thấy sự tương tác giữa các phân đoạn rod và coil. Hình thái bề mặt của các màng phim được phân tích qua kính hiển vi quang học và AFM, cho thấy tính đồng đều cao và cấu trúc nano dạng sợi. Những đặc tính này cho thấy tiềm năng ứng dụng của các copolymer trong lĩnh vực cảm biến hóa học và các thiết bị quang điện tử.

Rod-coil diblock copolymer có tiềm năng ứng dụng lớn trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong cảm biến hóa học và thiết bị quang điện tử. Việc cải thiện tính ưa nước thông qua việc đưa DMAEMA vào cấu trúc copolymer mở ra khả năng phát triển các cảm biến hóa học đa chức năng. Các copolymer này có thể được sử dụng để phát hiện các chất độc hại trong môi trường hoặc trong các ứng dụng y tế. Hơn nữa, tính chất quang học của chúng có thể được khai thác trong các thiết bị như OLEDs và OFETs. Với sự kết hợp giữa poly 3-hexylthiophene và các monomer như spirooxazine, nghiên cứu này không chỉ đóng góp vào khoa học polymer mà còn mở ra hướng đi mới cho các vật liệu chức năng trong tương lai.