Einfluss von Wasser auf die elektrischen und mechanischen Eigenschaften von PEM-Filmen
Wissenschaftler haben den Einfluss von Wasser auf die Eigenschaften von selbstorganisierten und selbstheilenden PEM-Filmen untersucht.
Selbstheilende Beschichtungen in Form von dünnen Filmen wurden in den letzten zehn Jahren aufgrund ihrer Fähigkeit, praktisch an jeder Oberfläche zu haften und so eine mehrfache Regeneration in beschädigten Bereichen zu bewirken, stark genutzt. Poly(ethylenimin) (PEI) und Poly(acrylsäure) (PAA) sind die am häufigsten verwendeten Polyelektrolyte, um selbstheilende Schicht-für-Schicht-Filme zu erzeugen; allerdings wurden nur wenige Studien durchgeführt, um die Rolle von Wasser auf die elektrischen und mechanischen Eigenschaften der Filme zu untersuchen.
Zentrale Rolle von eingeschlossenem Wasser
In der neuen Studie wurden mehrschichtige (PEI/PAA)-Strukturen auf verschiedenen Substraten problemlos selbst assembliert, was homogene und halbtransparente Beschichtungen ermöglichte. Die Forscher assoziieren die exponentiellen und linearen Wachstumsregime von (PEI/PAA) mit Änderungen der elektrischen Eigenschaften, die nach jedem Schritt der Filmbildung erfasst werden. Sie zeigten die zentrale Rolle von eingeschlossenem Wasser auf die Raumladungsakkumulation an der Polymer/Elektroden-Grenzfläche, aufgrund des Vorhandenseins negativer differentieller Widerstandsbereiche, und den Übergang des Ladungstransports in ein Raumladungsregime nach einem kritischen Potential.
Die Wissenschaftler untersuchten auch Änderungen der mechanischen Eigenschaften und zeigten den Einfluss des eingeschlossenen Wassers auf den Elastizitätsmodul der Folie, die Verschleißfestigkeit und die Beständigkeit gegen plastische Verformung.
Die Studie wurde veröffentlicht in Progress in Organic Coatings, Volume 150, January 2021.