Highly Stretchable, Conductive, and Transparent PDMS Island‐Continuous PEDOT:PSS Matrix Composite Electrodes

佩多:嘘 材料科学 聚二甲基硅氧烷 复合数 电极 导电聚合物 复合材料 双层 相(物质) 图层(电子) 电导率 化学工程 聚合物 化学 有机化学 物理化学 工程类 生物 遗传学
作者
Chan Young Kim,Jun Ho Myung,Jeong‐Yun Sun,Woong‐Ryeol Yu
出处
期刊:Advanced materials and technologies [Wiley]
卷期号:8 (17) 被引量:4
标识
DOI:10.1002/admt.202300129
摘要

A polymer component in immiscible polymer blends results in phase separation, leading to polymer morphologies that vary from isolated spherical particles to a continuous matrix phase depending on the polymer weight ratio. This work demonstrates that a polymer component with a low weight fraction can form a continuous matrix phase, rather than isolated spherical particles, which is unprecedented. Bar‐coating a solution of poly(3,4‐ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) blended with a high fraction of polydimethylsiloxane (PDMS) and a surfactant results in a continuous PEDOT:PSS matrix distributed with spherical PDMS islands. The PEDOT:PSS and PDMS in the coated layer phase separate, forming a bilayer structure owing to its different affinities to the poly(ethylene terephthalate) (PET) substrate. When cured at 100 °C, water and other volatiles in the PEDOT:PSS phase in the bottom layer evaporate, generating spaces that are subsequently filled with PDMS from the phase‐separated top layer. The continuous PEDOT:PSS matrix ensures excellent conductivity (66.17 Ω·sq −1 ), while the PDMS islands provide high stretchability. The electrical conductivity of the new electrodes varies negligibly when stretched at 50% strain and is even maintained up to 150% strain. The electrodes exhibit high transparency (≈90% at 550 nm) and electromechanical stability over 1000 cycles of 30% stretch/release tests.
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