Диссертация

Диссертационная работа Петрова М.М. «Электрохромные свойства поли(пиридиний) трифлата и интерполимерных комплексов на его основе» посвящена исследованию электрохромного поведения поли(пиридиний) трифлата ПВ, а также интерполимерных комплексов и композитов на его основе. В первой главе дан краткий литературный обзор ключевых терминов, концепций и подходов, необходимых для понимания работы, а во второй главе приведено описание основных методик, использованных при проведении экспериментальных исследований. В третьей оригинальной главе представлены результаты систематического исследования электрохромного поведения пленок ПВ, нанесенных методом спинкоутинга: этот этап работы связан с разработкой общей методики диссертационного исследования. Показано, что пленки демонстрируют электрохромный эффект, природа которого определяется обратимыми редокс-переходами дикатиона ПВ2+ и катион-радикала ПВ·+ , а также продемонстрировано что редокс-процессы, протекающие в пленках ПВ, проходят в режиме диффузионного контроля, лимитируемого ионным транспортом катионов сопутствующего электролита. В четвертой оригинальной главе было систематически исследовано электрохромное поведение композитных пленок ПВ с поли-N-винилкапролактамом (ПВК). Неэлектроактивный ПВК был выбран в качестве объекта для изучения влияния слабых межмолекулярных связей на электрохромную систему ПВ, а также углубления понимание механизмов взаимодействия катион-радикалов ПВ и амидных групп. Показано, что композитные пленки ПВ/ПВК демонстрируют обратимый электрохромный эффект, а их контраст превосходит контраст пленок ПВ, нанесенных из растворов с такой же концентрацией хромофора. Также было установлено, что часть пленки ПВ/ПВК оказывается недоступной для прохождения реакции окисления ПВ·+ до ПВ2+, по причинам кинетических или диффузионных ограничений. Одновременно с этим было установлено, что образцы композитных пленок ПВ/ПВК демонстрируют электрохромную стабильность на количественном уровне сопоставимую с пленками чистого ПВ. Такое поведение было ассоциировано с химической реакцией окисления, природа которой требует дополнительного изучения. В пятой оригинальной главе был разработан и успешно апробирован метод получения растворимых интерполимерных комплексов ПВ/ПВС с улучшенными электрохромными характеристиками. Было показано, что пленки, нанесенные из растворимых ИПЭК ПВ/ПСС, обладают улучшенными электрохромными характеристиками по сравнению с пленками ПВ, что сопровождается уменьшением кажущегося коэффициента диффузии носителей заряда. В сочетании с неизменностью или уменьшением времен переключения системы такой эффект говорит о том, что образование ИПЭК приводит к значительному уменьшению диффузионной длины для балансирующих противоионов, входящих/выходящих в объем электроактивной пленки из объема сопутствующего электролита. Таким образом, в работе показано, что образование интерполимерных комплексов способно значительно влиять на электрохромные макромолекул, что открывает большие возможности как для практического улучшения характеристик электрохромных материалов, так и для фундаментального изучения взаимосвязи структуры и различных подсистем проводимости в электропроводящих/электроактивных макромолекулах.