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Titel: Mechanically Robust, Inkjet-Printable Polymer Nanocomposites with Hybrid Gold Nanoparticles and Metal-like Conductivity
VerfasserIn: Klos, Michael A. H.
González-García, Lola
Kraus, Tobias
Sprache: Englisch
Titel: ACS applied materials & interfaces
Bandnummer: 16
Heft: 24
Seiten: 31576-31585
Verlag/Plattform: ACS
Erscheinungsjahr: 2024
Freie Schlagwörter: nanocomposite
printed electronics
sinter-free
adhesion
conductive
DDC-Sachgruppe: 540 Chemie
Dokumenttyp: Journalartikel / Zeitschriftenartikel
Abstract: Hybrid core-shell nanoparticles with metal cores and conductive polymer shells yield materials that are sinter-free and highly conductive but mechanically weak. Conventional composites of such nanoparticles are electrically insulating. Here, we introduce microscale phase-separated nanocomposites of hybrid gold-PEDOT:PPS particles in insulating poly(vinyl alcohol) (PVA). They combine electrical conductivities of up to 2.1 × 105 S/m at 10 vol % PVA with increased mechanical adhesion on polyethylene terephthalate and glass substrates. We studied the effects of the PVA molecular weight, hydrolyzation degree, and volume fraction. Composites with 10 vol % highly hydrolyzed PVA at a MW of 89-98 kDa had the highest conductivities and stabilities; highly hydrolyzed PVA even increased the conductivity of the hybrid particle layers. We propose the formation of hydrogen bonds between PVA and PEDOT:PSS that lead to demixing and the formation of stable, structured composites. Finally, we demonstrated the inkjet-printability of inks containing PVA in water with viscosities of 1.6-2.0 Pa s at 50.1 s-1 and prepared bending-resistant electrical leads.
DOI der Erstveröffentlichung: 10.1021/acsami.4c04692
URL der Erstveröffentlichung: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.4c04692
Link zu diesem Datensatz: urn:nbn:de:bsz:291--ds-423929
hdl:20.500.11880/38066
http://dx.doi.org/10.22028/D291-42392
ISSN: 1944-8252
1944-8244
Datum des Eintrags: 22-Jul-2024
Fakultät: NT - Naturwissenschaftlich- Technische Fakultät
Fachrichtung: NT - Chemie
Professur: NT - Prof. Dr. Tobias Kraus
Sammlung:SciDok - Der Wissenschaftsserver der Universität des Saarlandes

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