Elektrokrome konjugerede polymerer har de seneste årtier vist potentiale som farveskiftende materialer i displays, vinduer, skilte samt andre optiske anvendelser. Egenskaber såsom optisk kontrast, opløselighed, elektrokemisk stabilitet og farve er blevet finjusteret, men i modsætning til uorganiske elektrokrome stoffer er der for tiden ingen kommercielle anvendelse af elektrokrome polymerer. Denne afhandling omfatter flere aspekter vedrørende udvikling af elektrokrome komponenter (ved en komponent forstås en funktionel enhed), bestående af polymerer trykt på fleksible folier ved brug af spray-coating, spin-coating og slot-die coating teknikker. En af udfordringerne ved fremstillingen, er udviklingen af et passende elektrolytsystem. To elektrolytsystemer bliver her undersøgt i laminerede enheder bestående af fleksible substrater. Displays af forskellig størrelse fremstilles, og med en skiftetid på mindre end 10 sekunder, ved skift mellem de to redoxstadier (hhv. bleget og farvet) opnås der en optisk kontrast på 43 % ved den maximalt absorberende bølgelængde. For at vise mulige anvendelser demonstreres et elektrokromt display forsynet med en trykt organisk solcelle, som kan facilitere et skift mellem de to redoxstadier ved påvirkning af sollys. For at reducere produktionsomkostningerne erstattes indium-doped tinoxid (ITO) med to forskellige tynde sølvgitre som elektrode materiale. Elektrokrome displays baseret på sådanne sølvgitter elektroder påtrykt en ledende poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(4-styrenesulfonsyre) (PEDOT:PSS) opløsning, skifter farve på under 1 sekund med en optisk kontrast på 30%. Brugen af PEDOT:PSS har vist sig fordelagtigt i forhold til tidligere anvendte elektrokromiske materialer, og dertil kommer, at PEDOT:PSS forbedrer ledningsevnen. For at undersøge direkte foto-patterning og trykning af flere på hinanden følgende lag er en methacrylate-substituteret poly(ProDOT) blevet syntetiseret. Tynde film af denne polymer krydsforbinder ved UV-bestråling og bliver herved uopløselige i almindelige organiske opløsningsmidler. Elektrokemiske, spektroelektrokemiske og kolorimetriske analyser af de UV bestrålede polymerfilm viser, at krydsforbindingen ikke påvirker de elektrokrome egenskaber.Elektrokrome polymerer viser generelt god elektrokemisk stabilitet, men fotokemisk stabilitet er ikke nærmere undersøgt. Det er påvist, at stabiliteten af organisk elektrokrome film afhænger af polymersammensætning, og en hypotese præsenteres, som viser god sammenhæng mellem de eksperimentelle resultater og en simpel matematisk model. Hovedparten af polymererne nedbrydes inden for 4-5 timer under påvirkning af sollys (AM 1.5 G), men levetiden af elektrokrome komponenter kan mærkbart forlænges ved brug af ilt- og UV- barrierer folier. Ved en sådan beskyttelse er polymerfilmene stabile i mange år under indendørs forhold og nogle få år udendørs.To fotokatalytiske reaktioner er undersø reduktion af kuldioxid og vandsplitning. Praktiske løsninger vises, og brugen af fleksible substrater som den bærende folie er undersøges. En væsentlig udfordring ved fotokatalytisk carbondioxid omdannelse er ”forurening” med carbon, og de forholdsregler som derfor må tages. Dette gøres mest overbevisende ved brug af isotopmærket kuldioxid og infrarød spektroskopi er dertil fundet at være et nyttigt analytisk værktøj. Den succesfulde fotoreduktion af isotopmærket kuldioxid medfører en produktsammensætning af både 13C og 12C elementer, og baseret på lignende undersøgelser fra andre forskningsgrupper, antages det, at kulstofholdige restmaterialer, som findes på reaktionskammerets eller på katalysatorens overflade, bidrager til produktsammensætningen.
展开▼
