Antwerpen (B) – Vlaamse scheikundigen ontwikkelden een nieuwe methode om polymeren op te rekken.


Polymere elektronica in leds of zonnecellen heeft de toekomst, als je natuur- en scheikundigen moet geloven. Veel van deze elektronische toepassingen vereisen dat de polymeren niet meer in een verwarde kluwen liggen – een beetje vergelijkbaar met een pan gekookte spaghetti – maar allemaal keurig in rijen uitgestrekt. Als de moleculen op deze manier geordend zijn, is de elektrische geleiding namelijk beter. De Vlaamse promovendus Tom Van den Kerkhof vond een nieuwe manier om p-fenyleen vinyleen (PPV) in deze rechte oriëntatie te trekken.
PPV is een polymeer dat vaak een toepassing vindt in polymere elektronica, zoals zonnecellen of leds. De gebruikelijke manier om dit molecuul te rekken, werkt met zogenaamde precursorpolymeren. Deze verbindingen hebben in vergelijking met PPV een extra groep. Tijdens de verwarming van het precursorpolymeer is het uit te rekken, vergelijkbaar met een stuk trekdrop. De extra groep verdwijnt tijdens de verhitting, waardoor het gewenste molecuul PPV overblijft. Nadeel is echter dat de eliminatie van de extra groep het molecuul moeilijker oprekbaar maakt: de trekdrop wordt wat stugger.
Van den Kerkhof ontwikkelde een nieuw proces om het polymeer ook bij kamertemperatuur te kunnen rekken. Bij deze methode verdwijnt de extra groep niet, waardoor de promovendus ook georiënteerde dunne lagen van het precursormolecuul kan maken. De scheikundige verzadigde het precursormolecuul met waterdamp en hield het molecuul vast. Verdamping van het water zorgde vervolgens voor oprekking van het molecuul. Het molecuul neemt na verdamping minder volume in dan als het verzadigd is met damp. Hierdoor is het korter dan voor de verdamping platsvond. Omdat het molecuul tijdens deze inkrimping vastgehouden wordt, rekt het op.
Wanneer na deze stap de georiënteerde precursorfilm wordt verhit, verdwijnt de extra groep. Hierdoor treedt – volgens hetzelfde principe van volumeverkleining als bij de waterdamp – een extra rekking op. Met zijn methode heeft Van den Kerkhof het oprekproces voor PPV belangrijk verbeterd. Om een dunne laag te krijgen waarin een bepaald percentage van de moleculen in een langwerpige vorm ligt, heeft hij twee keer zo weinig materiaal nodig als de methode met verhitting.

Sonja Jacobs