Ein junges Forscherteam an der TU Wien forschte vier Jahre an einem industriell anwendbaren Syntheseweg für S-PPV-Polymere. Jetzt konnte ein Patent angemeldet werden. Das Verfahren ist schwefelbasiert und verfügt über deutlich bessere Eigenschaften als O-PPV-Polymere.
PPV-Polymere zählen zu den organischen Polymeren, die in Solarzellen, Sensoren, LEDs und vielen anderen technischen Anwendungen zu finden sind. Wegen der Vielzahl der Anwendungen war dem Team ein industriell anwendbarer Syntheseweg besonders wichtig.
S-PPV-Polymere wurden in der Wissenschaft bisher rein theoretisch besprochen. Diese galten als vielversprechend, bis zuletzt aber technisch kaum herstellbar. Florian Glöcklhofer vom Institut für Angewandte Synthesechemie an der TU Wien nahm die Herausforderung trotzdem an. Mitstreiter fanden er und sein Team in einer Forschungsgruppe des Imperial College in London, wo er kürzlich ein Marie Sklodowska-Curie Fellowship der Europäischen Kommission antrat.
Verbesserte Stabilität
Geläufige PPV-Polymere verfügen über Seitengruppen, die über ein Sauerstoffatom mit dem Rest des Polymers verbunden sind. Daher die Bezeichnung O-PPVs. Glöckelhofer wollte die Sauerstoff-Seitengruppen durch Schwefelgruppen ersetzen, um mit dem neuen S-PPV-Polymer deutlich verbesserte Eigenschaften zu erreichen. Zitat: „Wir wussten, dass das zu einem besseren Transport elektrischer Ladung durch das Molekül führen kann und dass die Stabilität dadurch verbessert wird.“
Sekundenschneller Prozess
Nach vier Jahren haben die Forscher ihr Ziel erreicht und einen industriell anwendbaren Syntheseweg entdeckt. Dieser basiert auf passenden Monomeren, die durch Mikrowellenstrahlung polymerisiert werden und dann an den Seitengruppen modifiziert werden können. Der Prozess läuft in Sekundenschnelle ab und ist durch eine damit verbundene Farbveränderung beobachtbar.
Für die Forscher haben sich die hohen Erwartungen an das S-PPV-Polymer mehr als bestätigt. Das Produkt liefert verbesserte elektronische Eigenschaften und eine höhere Stabilität. Außerdem sind S-PPV-Polymere vergleichsweise ungiftig und bioverträglich und dadurch für den Einsatz in der Medizin geeignet.
Industriell anwendbar
Die Prämisse der industriellen Anwendbarkeit konnte mit einem einfachen, schnellen und kostengünstigen Verfahren erfüllt werden. Die Methode ist auf industrielle Mengen skalierbar und gut reproduzierbar. Weder Palladium-Katalysatoren noch ähnliche teure Zwischenschritte sind erforderlich.
Hier finden Sie einen Link zur Publikation: https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2014/PY/C8PY01717D#!divAbstract
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