MỞ ĐẦU. 22 - CS 1122112710211 112111110110 T1 11 1T n1 gà 1n geu 1 chG|OlG 1: TONG QUATI VE POLYME DAT] voececcceseesstessesssesssesstestessesneessessens 3 1. Giới Hhigu vé cOmg Mghé MANO. Khái mệm và sự ra đời của công IighỆ HaHÔ.
cơ sở kh0a học của công ghỆ IIaH1Ô. P0lyme dẫn điện thuần 1. Tính chất dẫn 0. cơ chế dẫn điện †r0ng p0lyme dẫn thuần IcP.
Một số lại IcP liêu biÊu. 2-2-2 Sẻ E9EEESEE92EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEerkkrrrrerkee 12 IN3 in NA -. Quá trình d0ping 1. DOping 10ai cHTs 21 1.
cầu trúc của vật liệu cIITs 21 1. Tính chất của vật liệu cITT§. Phơiơng pháp lổng hop pOlypyr01 27 1. Trimg hop Oxi H04 H04 HOC.
Tromg hop diét 04 BC o. Ứng dụng của p0lyme IcP. Vật liệu chế †ạ0 nguồn điỆn. Vật liệu chế †a0 cảm biẾN.--22- 2+2 2EEE+EEEEE12EE1211271E111771 121.
Vậi liệu phủ đặc siệt. Vậi liệu phủ chống ăn mòn kim l0ại 1. Màng phủ chống lĩnh điện sề mặt, hấp thụ sóng điện 1. Ứng dụng †r0ng công nghệ kỹ thuật ca0.----csccccccccscccccee 34 chŒ|ƠIIG 2: cÁc PhƠ|ƠIIG PhÁP ThỰc HGhIỆM.
Tạ0 màng mỏng p0lypyr0l 2. chế 1ạ0 p0lypyr0l lai care0n nan0†ubes 2. Phố tán xạ Micr0- Faman FT- Taman. Phân lích độ bền nhiệt parig TGA.
cece cesses esssesseessessessessesstesneesnes 2. IIghiên cứu cấu tric bang anh SEM 3.¿- 2© SS9EEE9EEEEEE12EE11223122111271121127112711221211. Phố hồng ng0ại 3.Ảnh hoởng của điều kiện phản ứng đến hiệu suất lông hợp PPy 3. Độ sền nhiệt của PPy 3.
Ảnh hoJởng của chất d0ping cITTs đến độ dẫn của PPy. IIghiên cứu cấu trúc hình thái học PPYy.---2¿c++2zxttzxesrresrxee 51 KẾT LUẬII.-2- 2-22 SE +EE9EEEEEE2EEE1E211111271121111E111711111. 52 TAI LIEU ThAM KhAO 1 MO DAU Va0 thang 10 nam 2000 hoi dong giải IIObel Thuy Điện đã thừa nhận lâm quan lrọng của p0lyme dẫn điện thuan [ Intrinsically cOnducting POlymers (IcP)] trOng kh0a hoc-céng nghé va da †raO giải IIObel h0á học ch0 ba ông A.Shirakawa vì đã có công khám phá và phát triển p0lyme dẫn. Từ khi các p0lyme dẫn điện thuần IcP (P0lyacelylene, p0lypyr0l, p0lyaniline và p0lylhi0phene) đơjợc khám phá đến nay đã đơjợc 30 năm.
Với những lính chất ou việt, IcP đã kích thích các nhà kh0a học và công nghệ la0 và0 nghiên cứu. chỉ †r0ng vài năm gần đây đã ch0 †a một số lơiợng lớn các công trình kh0a học tr0ng đó có kh0ảng hàng ngàn công lrình đăng lrên các lạp chí kh0a học, một tạp chí chuyên dé: “Synthelic Melals” và kh0ảng 1000 palen† đăng kí sáng chế. Tr0ng đó có kh0ảng 50 ứng dụng đojợc đề xuất và thực hiện. bảng dojới nêu một số nét phát triển chính của vật liệu IcP.
bảng 1: Lịch sử phái teiển da mội số oán dẫn hữu cơ p0lyme liăm | P0lyme 1965 | P0lyme nôi đôi liên hợp cOnductOr Doi Iqong va ung dung val liéul[1gqoi phat minh Little P0lyme dẫn cơ sản 1972 First Organic :. Dẫn hữu cơ cOwam / Ferraris with melallic cCOmductOr 1973 (STDs p0lyme siêu dân ở P0lyme dẫn vô cơ Walaka et al. heeger 1974 POlvacelvien (ch P0lyme dẫn đầu liên, d0ping | A. 1977 | POlyacetylem (ch)s 50 S/cm MacDiarmid h.
Shirakawa POlyme dan 1979 | POlypyr0l Màng mỏng dẫn điện Diaz et al Điện cực p0lyme lr0ng nguồn | A.Mac 1980 | POlyacetylen pin Diarmid T0urill0n/ 1982 | POlythi0phen Trùng hợp điện h0á học Garnier IbM gr0up 1980 a. bùng nồ lừ 1982 Diaz and L0gan P0lyamilin (PAII¡ 1987 v ( ) POlyme battery bridgelsi0ne c0. 1990 | POly p-phenylen LED campridge- Friend ør0up 2000 Giải thojởng IIObel p0lyme IcP A. Shirakawa | POlypyr0l (PPy) lu mét trOng nh+ng pOlyme dEn (cOnducting pOlyme) ®eic tEp trung nghi*n cøu vụ cã kh{[ r ng øng dông nhiòu nhÊ!.
POlypyr0l lụ p0lyme cã ®é dEn ®iÖn ca0, ng0ui ra nã cồn lụ p0lyme cã tÝnh chÊY c¬ lý lè! nh* ®é bon vẼI liÖu, kh{ mng chPu nhiÖ† ca0, tÝnh chÊi ®iÖn quang.Vx vÊy, p0lypyr01 ®sic sö dông nhiòu lrŨng c«ng nghÖ ®iÖn 16 tin hic, lu vEt liOu theng minh chÕ #0 c.c sens¬ cm siÕn. P0lypyr01 cã lhó nhỀn 6*‡c lõ ph*»¬ng ph,p tring hip @i0n hO, hac, tring hip «xi h0,. b»ng phe-ng ph,p ®iÖn h0, ta nhẼn ®*fc PPy tng th,i mung mang phii tn ®iOn cdc [6,7]. b»ng ph*¬ng ph,p «xi h0, khö khi sö dông chÊ! «xi h0, nh* amm0Onium persulfat (APS), clOrua s34t ba (Fecl;) la nhÊn ®*ic PPy d'ng bét gäi lụ “Pyr0lblack”.
P0lypyr0I d!ng sét nhẼn ®*ic rÊi khã lan tr0ng dung m«i hzu c¬ th«ng theéng. Vx vEy, viOc gia c«ng sé déng PPy lr0ng c,c ngụnh c«ng nghÖ kl thuEt ca0 gp rEt mhiou kha kh'n. [hs qu, trxnh gia c«ng HO mung máng nan« øng dông lr0ng c«ng nghÖ vi ®iÖn 1ö, quang ®iÖn lö h0#c qu, lrxnh HO hen hip slend víi c. D0 ®ã, ®ó 1xm hióu mét c ch cã hÖ thèng vò c«ng nghÖ chÕ H0, (th heéng cfia cc th«ng sé c«ng nghO chO #0 ®On pOlyme dEn chong t«i ®- chin ®6 tui: “ chO #0 vy nghi‘n cou nh chEt on dEn h+u cm polypy0l chu tóc nan«ˆ” vii cc moc t*u cé tho lu: - ghi*n cgu quy trxnmh teng hip pOlypyr0l vu kh{0 s,t (nh heéng c,c @idu kiOn teng hip ®On fYuh chEt ciia ma.
- Iighi*n cøu sö dông cars0n nan«luse lụ chÊt d0ping nh»m n©ng ca0 1Ýnh chÊ! cña p0lypyr01. Héi dung cña luÊn vn sa0 gam: PhCn mé ®Cu ch*»¬ng 1: Teng quan vò p0lyme dEn cheng 2: c.c ph*¬ng ph,p thùc nghiÖm ch*¬ng 3: KÕI qu{ vụ †h{0 lô©n PhCn kOt luEn 4 chŒ|ƠNG 1: TÔIG QUAII VẺ P0LVME DẪN 1. Giới Hhiệu về công nghệ nanô 1. Khái niệm và sự ra đời của công nghệ nanô Thuật ngữ công nghệ nanô (nan0†echn0l0gy) xuất hiện lừ những năm 70 của thế ki 20, liên quan đến công nghệ chế †ạ0 các cấu trúc vi hình của mạch vi điện lử.
Độ chính xác ở đây đòi hỏi rất ca0, từ 0.1 đến 100 nm, lức là phải chính xác đến lừng lớp nguyên tu, phan tr. Mat khac quá trình vi hình h0á các linh kiện cũng đòi hỏi ngojời †a phải nghiên cứu các lớp mỏng có bề dày cỡ nm, các sợi mảnh có sề ngang cỡ nm, các hạt có đơjờng kính cỡ nm. Phát hiện ra hàng l0ạt các hiện lojợng, lính chất rất mới mẻ, có thể ứng dụng và0 nhiều lĩnh vực rất khác nhau đề hình thành các chuyên ngành mới có gắn thêm chữ mm. AFM Tip Radius.
Micrometer Metal Nanowires (d) TS) Measurement DNA Width CD Track and Machining eS š Secs Binal % _. ca #“ — | | | | | | | | | ⁄ | | | | | 1 "fr 10 nm 100 nm 1,000 nm 10 qm 10 100 um 1,000 um Metal Tissue Scaffold <_< (1 um) Diamond Scalpel oe é Edge Radius g ED Metal Ink Carbon Nanoparticle Drop Size (r) Pore Size Nanotube (d) Lens Nanocoating hình I: S0 sánh kích thgóc nanô tinh thé voi qác tỉnh thể khác [4]. hơn nữa, việc nghiên cứu các quá trình của sự sống xảy ra tr0ng lế sà0 ch0 thấy sự sản xuất ra các chất của sự sống nhơ| pr0†eIn đều đơiợc thực hiện bởi việc lắp ráp vô còng linh vi, cdc don vi phan tir với nhau mà thành, tức là cũng ở †r0ng phạm vi công nghệ nan6 [1]. cơ sở khÚa học của công nghệ nanô KhOa học nanô nghiên cứu các vẫn đề cơ bản của vật lý học, h0á học, sinh học của các câu lrúc nanô.
Dựa trén các kết quả của kh0a học nanô đi đến nghiên cứu ứng dụng cầu lrúc mand. công nghệ nanô dựa trên những cơ sở khỦa học chủ yếu sau: 5 + hiệu ứng kích thgóc lgợng tử: các hệ bán dẫn thấp chiều là các hệ có kích thojớc the0 một,hai hOặc cả ba chiều có thể s0 sánh với bơjớc sóng De br0glie của các kich thojéc cơ sản lr0ng tinh thề. Tr0ng các hệ này, các kích thooc co Ban (hoy dién hr, lỗ tréng, exci0n) chịu ảnh hojong 601 su giam giữ lojong tir khi chuyén déng bi gidi han doc †he0 trục giam giữ. hiệu ứng giam giữ lojong Hr dojgc quan sat thong qua su dịch chuyên về phía sóng xanh tr0ng phé hấp thụ với sự giảm kích thơiớc hại.
Khi kích thojớc hạt giảm tới gần bán kính b0hr excil0n thì có sự thay đổi mạnh mẽ về cấu trúc điện tử và các lính chất vật lý [1,2. + hiệu ứng kich thqoc. cac dai lojong vat ly thojong dojgc dac trong bằng một số đại lojợng vật lý không đổi, ví dụ nhơi độ dẫn điện của kim l0ại, nhiệt độ nóng chảy, từ độ sã0 h0à của vật liệu sắt từ.IIhơing các đại lojợng đặc trong này chỉ không đổi khi kích thojớc của vật đủ lớn. Khi giảm kích thojớc của vật đến thang nanô, lức là vật trở thành cấu trúc nanô thì các đại lojợng đặc trong mdi trên không còn là sất biến nữa, ngojợc lại chúng sẽ thay đổi the0 kích thojớc và gọi đó là hiệu ứng kích thơojớc.
Sự giảm †he0 kích thojớc này đơjợc giải thích bằng vai lrò của lán xạ điện lử lrên sề mặt càng lăng khi bề dày lớp nanô càng giảm [1]. + hiệu ứng oê mặt: các câu trúc nanô có kích thojớc nanô †he0 một chiều rất nhỏ nên chúng có diện lích sề mặt trên một đơn vị thể Hích rất lớn. hiệu ứng bề mặt thojờng liên quan đến quá trình thụ động h0á sề mặt, các trạng thái bức xạ bề mặt và sức căng của sề mặt vật liệu. Một số lính chất đặc siệt của các vật liệu cấu trúc nanô có nguyên nhân là d0 các loJơng lác điện từ giữa chúng qua các lớp bề mặt của những hạt nanô cạnh nhau.
Lực †oJơng lác này lr0ng nhiều lroiờng hợp có thể lớn hơn luc tojong tc Van der Waals [1,2]. Bang 2: Dién tich vé mat aia hat cau thay doi the0 kích thgóc hại. Doong Dién tich/g kính lcm 3 cm? 1mm 30 cm? 100 wm 300 cm? 10 wm 3000 cm? 1 um 3 m? 100 nm 30 m? 10 nm 300 m? 1 nm 3000 m? 7 Kh0a học và công nghệ nanô có ý nghĩa rất quan lrọng và cực kỳ hấp dẫn vì các lý d0 sau đây: - Tojong tac của các nguyên †ử và các điện †ử lr0ng vật liệu bi anh hong bởi các biên đôi lr0ng phạm vi thang nanô. D0 đó, khi làm thay đổi cấu hình ở thang nanô của vật liệu †a có thể điều khiển đojợc các lính chất của vật liệu the0 ý muốn mà không cần thay đổi thành phần h0á học của nó.
Ví dụ thay đổi kích thojớc của hạt nanô sẽ làm ch0 chúng đổi mầu ánh sáng phái ra h0ặc có thé thay đổi các hat nanô từ lính đề chúng trở thành hạt một đômen thì lính chất từ của nó sẽ thay đôi hắn. - Vậi liệu nanô có diện lích mặt ng0ài rất ca0 nên chúng rất ly tojong dé dòng và0 chức năng xúc lác ch0 hệ phản ứng h0á học, hấp phụ, nhả thuốc chữa bệnh từ lr0ng cơ thé, loIu trữ năng lojợng và †r0ng cả liệu pháp thâm mỹ. - Việc có chứa các cấu lrúc nanô có thề cứng hơn nhoỊng lại bền hơn s0 với cong vat liệu đó mà không chứa các cấu trúc nanô.