CONDUCTING POLYMER & GOLD ELECTRODE ADHESION

 

폴리피롤 (pPy)과 같은 전도성 고분자 (CP)는 전도성, 산화 환원 활성 및 생체 적합성으로 인해 전기 화학적 에너지 저장 장치, 액추에이터 및 바이오 센서로 응용 될 수있는 유망한 재료입니다. 이러한 응용 분야에서의 성공은 중합체 두께와 안정성에 달려 있습니다. 두꺼운 pPy 층은 증가 된 전하 저장 용량을 제공하는 반면 기계적 안정성은 장기간 사용에 중요합니다. CP와 하부 전극 재료 사이의 빈약 한 접착으로 인해, 연구자들은 높은 CP 성능을 달성 할 수 없었다. 이를 해결하기 위해 피롤 단량체를 전극에 공유 결합시키는 것뿐만 아니라 기계적 결합을 향상시키기위한 화학적 에칭을 포함하여보다 강한 접착력을 얻기 위해 다양한 가공 기술이 시도되었습니다. 그러나, 이들 방법은 CP의 전반적인 안정성을 저하시키는 경향이있다. 실용적인 용도로 전도성 고분자를 사용할 수 있으려면 물리적 및 전기 화학적 성능을 유지하면서 계면 접착력을 향상시켜야한다.

폴리피롤과 금 전극의 계면 접착력을 향상시키기 위해 플라즈마 처리 및 폴리에틸렌 이민 (PEI)의 중간 코팅이 최근에 중요한 단계로 나타났다. Scientific Reports의 기사에서 경북 대학교의 김성열 연구팀은 전도성 고분자와 금속 전극 사이에 접착 촉진 층을 도입하여보다 두껍고 강한 pPy를 만들려고 시도했다. Harrick Plasma의 Basic Plasma Cleaner를 사용하여 전극 표면에서 유기 오염 물질을 제거하고 PEI 물리 흡착을 촉진하기 위해 극성 카보 닐 작용기를 도입했습니다. 궁극적으로 그들은 PEI (PEI-O2 Au)로 코팅 된 플라즈마 처리 된 금 전극이 노출 된 금 전극 및 처리되지 않은 PEI 코팅 전극을 능가하는 pPy 전착을위한 최적의 기판이라는 것을 발견했습니다. 그들은 플라즈마 처리 된 전극 표면의 극성 그룹이 양전하를 띤 pPy를 끌고 PEI 백본과 PEI를 얽히게하고 접착력을 더욱 향상시킬 것을 제안했다. 결과적으로 그들은 전기 화학 성능을 감소시키지 않으면 서 베어 전극보다 두 배 더 두꺼운 안정한 pPy 층을 생성 할 수 있다.

 

Kim KG, Kim SY. "폴리에틸렌 이민을 사용하여 Au 전극에서 폴리피롤의 계면 접착력 및 전기 화학적 전하 저장 용량 증가". Sci Rep. (2019) 9 : 6346.