A Scalable Synthetic Approach for Producing Homogeneous, Large Area 2D Highly Conductive Polymers
Notice bibliographique
Résumé
The development of 2D materials is rapidly advancing beyond traditional graphene and metal oxides and into new functional organic materials including conducting polymers (CPs). Synthesizing 2D-CPs, typically achieved by polymerizing within a highly confined space (e.g., between lipid bilayers), is a slow and poorly scalable process that is incapable of producing large area films. A ‘tethered-dopant templating’ method is used where a surface-grafted layer of dopant molecules regulates the 3D-growth of poly 3,4-ethylenedioxythiophene (PEDOT) allowing ultrathin and molecular-scale ′2D′ films having thicknesses of just ∼3 nm to be grown in an unconfined geometry over a large area (i.e., cm 2 ). While the tethered-dopant template method is a simple and promising alternative to confined geometry templating, the electrochemical mechanisms of film growth and its impact on the film electrochemical properties have yet to be well understood. This investigation shows that the surface-tethered dopant regulates the polymerization reaction by actively suppressing chain termination to support the growth of longer and more conductive chains (i.e., higher charge carrier mobility). These 2D PEDOT films also become ′hyper-doped′ with dopant to polymer mass fractions as high as 8:1, resulting in metal-like conductivity due to enhanced charge carrier density. Additionally, 2D PEDOT films achieve unprecedented homogeneity with little variability down to submicrometer length scales. This new understanding into the dopant regulation over electropolymerization combined with the unequaled metal-like conductivity, molecular-scale dimensions, and large area of 2D PEDOT represents a significant advance in CP materials that will drive innovation across numerous fields including transparent conductors, optoelectronics, bionics, and biosensing.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».