Redox-Stability of Alkoxy-BDT Copolymers and their Use for Organic Bioelectronic Devices
作者:Alexander Giovannitti、Karl J. Thorley、Christian B. Nielsen、Jun Li、Mary J. Donahue、George G. Malliaras、Jonathan Rivnay、Iain McCulloch
DOI:10.1002/adfm.201706325
日期:2018.4
design of the copolymer where it is observed that the electron rich comonomer 3,3′‐dimethoxy‐2,2′‐bithiophene (MeOT2) lowers the oxidation potential and also stabilizes positive charges through delocalization and resonance effects. For copolymers where the comonomers do not have the same ability to stabilize positive charges, irreversible redox reactions are observed with the formation of quinone structures
有机半导体可以用作累积模式有机电化学晶体管(OECT)中的活性层,其中在水性电解质中的氧化还原稳定性对于长期记录生物事件很重要。观察到烷氧基苯并[1,2- b:4,5- b']二噻吩(BDT)共聚物在水溶液中氧化时可能非常不稳定。这些共聚物的氧化还原稳定性可以通过共聚物的分子设计来改善,其中观察到富电子共聚单体3,3'-二甲氧基-2,2'-联噻吩(MeOT2)降低了氧化电位,并通过离域和共振效应。对于共聚单体不具有稳定正电荷的相同能力的共聚物,观察到不可逆的氧化还原反应,形成醌结构,这不利于OECTs中材料的性能。由密度泛函理论计算得出的沿共聚物的电荷分布被认为是带电共聚物稳定性的重要因素。由于共聚单体的稳定作用,跨导在mS范围内,观察到了非常稳定的OECT性能。分解途径的分析也引发了有关烷氧基-BDT单元总体稳定性的问题,该单元在光伏领域中大量用于施主-受主共聚物中。