journal article·2014-07-22Open access

Vapor Phase Synthesis of Conducting Polymer Nanocomposites Incorporating 2D Nanoparticles

Nastasja Vucaj, Matthew D. J. Quinn, Curdin Baechler, Shannon M. Notley, Philip Cottis, Pejman Hojati-Talemi, Manrico V. Fabretto, Gordon G. Wallace, Peter J. Murphy, Drew R. Evans

Chemistry of Materials· Volume 26· Issue 14

Abstract

High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide The one step fabrication of nanocomposite films of conducting polymers with 2D nanoparticles is investigated in this study. Specifically, the inclusion of nanomaterials (single layer graphene, single layer molybdenum disulfide) within PEDOT is achieved using the vapor phase polymerization (VPP) technique. This facile process allows for the formation of thin films of the order of less than 200 nm, which display a wide range of enhanced properties (mechanical, optical, and electrochemical). Herein, in a typical example with added graphene (<0.003% w/w), the in-plane modulus of the film is increased to 145 GPa (ca. 65% increase above PEDOT–Tos) without any decrease in light transmission or lowering of conductivity. Furthermore, the nanocomposite outperforms both the PEDOT–Tos film and a Pt substrate in the reduction of oxygen when acting as an air-electrode.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Conducting polymers and applications · Supercapacitor Materials and Fabrication · Advanced Sensor and Energy Harvesting Materials

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Fakultät Angewandte Chemie, University of Reutlingen, Reutlingen, 72762 Germany

Department of Chemistry and Biotechnology, Faculty of Science, Engineering and Technology, Swinburne University of Technology, Hawthorn, Victoria 3122, Australia

Laboratory of Mechanical Systems Engineering, EMPA, Überlandstrasse 129, Dübendorf, 8600 Switzerland

Department of Chemistry, University of Bath, Bath BA2 7AY, United Kingdom

Thin Film Coatings Group, Mawson Institute, University of South Australia, Mawson Lakes, South Australia 5095, Australia

ARC Centre of Excellence for Electromaterials Science, Intelligent Polymer Research Institute, University of Wollongong, Wollongong, New South Wales 2522, Australia

Funding

Australian Research Coun · Australian Research Council

References (69)

Show source-provided references
1. Hussain F. · J. Compos. Mater. · 2006 · 40 · 151110.1177/0021998306067321 ↗
2. Cantwell W. J. · Composites · 1991 · 22 · 34710.1016/0010-4361(91)90549-V ↗
3. Shi H. · Prog. Org. Coat. · 2008 · 62 · 35910.1016/j.porgcoat.2007.11.003 ↗
4. Minelli M. · Eur. Polym. J. · 2008 · 44 · 258110.1016/j.eurpolymj.2008.06.006 ↗
5. Watcharotone S. · Nano Lett. · 2007 · 7 · 188810.1021/nl070477+ ↗
6. Bai Y. · Appl. Phys. Lett. · 2000 · 76 · 380410.1063/1.126787 ↗
7. Wood V. · Adv. Mater. · 2009 · 21 · 215110.1002/adma.200803256 ↗
8. Prabakar K. · Mater. Chem. Phys. · 2009 · 117 · 2610.1016/j.matchemphys.2009.05.056 ↗
9. Coleman J. N. · Science · 2011 · 331 · 56810.1126/science.1194975 ↗
10. Sham A. Y. W. · Soft Matter · 2013 · 9 · 664510.1039/c3sm00092c ↗
11. Notley S. M. · J. Colloid Interface Sci. · 2012 · 375 · 3510.1016/j.jcis.2012.02.060 ↗
12. 10.1021/la404745b10.1021/la404745b ↗
13. Radisavljevic B. · Nat. Nanotechnol. · 2011 · 6 · 14710.1038/nnano.2010.279 ↗
14. Potts J. R. · Polymer · 2011 · 52 · 510.1016/j.polymer.2010.11.042 ↗
15. Stankovich S. · Nature · 2006 · 442 · 28210.1038/nature04969 ↗
16. Zhao X. · Macromolecules · 2010 · 43 · 235710.1021/ma902862u ↗
17. Blake P. · Nano Lett. · 2008 · 8 · 170410.1021/nl080649i ↗
18. Notley S. M. · J. Colloid Interface Sci. · 2013 · 396 · 16010.1016/j.jcis.2013.01.035 ↗
19. Mak K. F. · Phys. Rev. Lett. · 2010 · 105 · 13680510.1103/PhysRevLett.105.136805 ↗
20. Splendiani A. · Nano Lett. · 2010 · 10 · 127110.1021/nl903868w ↗
21. Dashora A. · Comput. Mater. Sci. · 2013 · 69 · 21610.1016/j.commatsci.2012.11.062 ↗
22. Yue G. · J. Mater. Chem. A · 2013 · 1 · 149510.1039/C2TA00860B ↗
23. Murugan A. V. · J. Power Sources · 2006 · 156 · 61510.1016/j.jpowsour.2005.06.022 ↗
24. Kadantsev E. S. · Solid State Commun. · 2012 · 152 · 90910.1016/j.ssc.2012.02.005 ↗
25. Thakurta S. · J. Phys. Chem. Solids · 1983 · 44 · 40710.1016/0022-3697(83)90068-9 ↗
26. Quinn M. D. · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2013 · 5 · 1275110.1021/am404161k ↗
27. Fabretto M. V. · Chem. Mater. · 2012 · 24 · 399810.1021/cm302899v ↗
28. Winther-Jensen B. · Science · 2008 · 321 · 67110.1126/science.1159267 ↗
29. Cottis P. · RSC Adv. · 2014 · 4 · 981910.1039/c3ra46167j ↗
30. Xia C. · Langmuir · 2002 · 18 · 355510.1021/la0156661 ↗
31. Fabretto M. · Thin Solid Films · 2011 · 519 · 254410.1016/j.tsf.2010.12.016 ↗
32. Hong W. · Electrochem. Commun. · 2008 · 10 · 155510.1016/j.elecom.2008.08.007 ↗
33. Choi K. S. · Langmuir · 2010 · 26 · 1290210.1021/la101698j ↗
34. Chang H. · Adv. Funct. Mater. · 2010 · 20 · 289310.1002/adfm.201000900 ↗
35. Konwer S. · J. Electron. Mater. · 2011 · 40 · 224810.1007/s11664-011-1749-z ↗
36. Zhang D. · J. Power Sources · 2011 · 196 · 599010.1016/j.jpowsour.2011.02.090 ↗
37. Bose S. · Polymer · 2010 · 51 · 592110.1016/j.polymer.2010.10.014 ↗
38. Winther-Jensen B. · Macromolecules · 2004 · 37 · 453810.1021/ma049864l ↗
39. Evans D. · J. Mater. Chem. · 2012 · 22 · 1488910.1039/c2jm32281a ↗
40. Fabretto M. · Macromol. Rapid Commun. · 2009 · 30 · 184610.1002/marc.200900371 ↗
41. Bubnova O. · Nat. Mater. · 2014 · 13 · 19010.1038/nmat3824 ↗
42. Yang Y. · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2013 · 5 · 435010.1021/am4003815 ↗
43. Tung T. T. · Org. Electron · 2013 · 14 · 278910.1016/j.orgel.2013.07.038 ↗
44. Notley S. M. · Langmuir · 2012 · 28 · 1411010.1021/la302750e ↗
45. Chou S. S. · Angew. Chem. · 2013 · 125 · 425410.1002/ange.201209229 ↗
46. Lotya M. · ACS Nano · 2010 · 4 · 315510.1021/nn1005304 ↗
47. Hernandez Y. · Nat. Nanotechnol. · 2008 · 3 · 56310.1038/nnano.2008.215 ↗
48. Fontana I. · Phys. Status Solidi B · 2007 · 244 · 466910.1002/pssb.200743103 ↗
49. Sader J. E. · Rev. Sci. Instrum. · 1999 · 70 · 396710.1063/1.1150021 ↗
50. Garreau S. · Macromolecules · 1999 · 32 · 680710.1021/ma9905674 ↗
51. Hojati-Talemi P. · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2013 · 5 · 1165410.1021/am403135p ↗
52. Hu K. · Agnew. Chem. · 2013 · 52 · 1378410.1002/anie.201307830 ↗
53. Hertz H. · J. Reine Angew. Math. · 1882 · 92 · 15610.1515/crll.1882.92.156 ↗
54. Lang U. · Synth. Met. · 2009 · 159 · 47310.1016/j.synthmet.2008.11.005 ↗
55. Domke J. · Langmuir · 1998 · 14 · 332010.1021/la9713006 ↗
56. Lee C. · Science · 2008 · 321 · 38510.1126/science.1157996 ↗
57. Geim A. K. · Nat. Mater. · 2007 · 6 · 18310.1038/nmat1849 ↗
58. Jiang C. · Nat. Mater. · 2004 · 3 · 72110.1038/nmat1212 ↗
59. Harik I. E. · J. Eng. Mech. · 1986 · 112 · 10510.1061/(ASCE)0733-9399(1986)112:1(105) ↗
60. 10.1016/j.progpolymsci.2014.03.00110.1016/j.progpolymsci.2014.03.001 ↗
61. Tehrani P. · J. Mater. Chem. · 2009 · 19 · 179910.1039/b820677e ↗
62. Zotti G. · Synth. Met. · 1991 · 40 · 30910.1016/0379-6779(91)92072-P ↗
63. Brooke R. · Eur. Polym. J. · 2014 · 51 · 2810.1016/j.eurpolymj.2013.11.019 ↗
64. Verge P. · Eur. Polym. J. · 2008 · 44 · 386410.1016/j.eurpolymj.2008.07.050 ↗
65. Abdou M. S. · Macromolecules · 1993 · 26 · 295410.1021/ma00063a047 ↗
66. Gasteiger H. A. · Appl. Catal., B · 2005 · 56 · 910.1016/j.apcatb.2004.06.021 ↗
67. Zhang J. · Science · 2007 · 315 · 22010.1126/science.1134569 ↗
68. Kolodziejczyk B. · J. Mater. Chem. · 2012 · 22 · 1082110.1039/c2jm30992k ↗
69. Boukhvalov D. W. · Nanoscale · 2012 · 4 · 41710.1039/C1NR11307K ↗