xxiii πανελληνιο ÏƒÏ Î½ÎµÎ´ÏÎ¹Î¿ Ï†Ï ÏƒÎ¹ÎºÎ·Ï‚ στερεας καταστασης & επιστημης ...

Από όλα τα παραπάνω είναι φανερός ο σημαντικός ρόλος που παίζει η μέθοδος παρασκευής των δοκιμίων στη δομή και
την μορφολογία των σύνθετων και νανοσύνθετων συστημάτων. Η προσθήκη της πολυπυρρόλλης και των εγκλεισμάτων
πολυπυρρόλης/μονμοριλονίτη στην μήτρα του πολυπροπυλένιου έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία και την εμφάνιση
διεπιφανειών μεταξύ των διαφορετικών φάσεων. Οι διεπιφάνειες οφείλονται στις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των δύο φάσεων,
δρουν ως πυρήνες κρυστάλλωσης στα υλικά. Επιπλέον καθορίζουν τη χωρική κατανομή (τοπολογία) των εγκλεισμάτων και
τις φυσικές ιδιότητες των δοκιμίων. Συνεπώς, τόσο οι διεπιφάνειες, όσο και η τελική κατανομή των εγκλεισμένων
συσσωμματωμάτων στο εσωτερικό της ημικρυσταλλικής πολυμερικής μήτρας, εξαρτώνται σε σημαντικό βαθμό από την
επιλογή των υλικών και τον τρόπο παρασκευής τους. Διαφορετική μέθοδος παρασκευής οδηγεί σε συστήματα με αισθητά
διαφορετική μορφολογία και ιδιότητες.
Τα αποτελέσματα μετρήσεων της αγωγιμότητας συνεχούς έδειξαν ότι τα σύνθετα συστήματα που έχουν παρασκευαστεί με
την μέθοδο CL έχουν υψηλότερες τιμές της ηλεκτρικής αγωγιμότητας σε σύγκριση με τα δοκίμια που έχουν παρασκευαστεί
με την μέθοδο CB. Βρέθηκε επίσης ότι η προσθήκη μονμοριλονίτη (νανοσύνθετα συστήματα) έχει ως αποτέλεσμα την
περαιτέρω αύξηση των τιμών της ηλεκτρικής αγωγιμότητας, ιδίως στα δοκίμια με υψηλή περιεκτικότητα σε πολυπυρρόλη.
Η μελέτη της συμπεριφοράς των συστημάτων αυτών περιγράφεται από τη θεωρία διαφυγής (percolation theory). Πιο
συγκεκριμένα βρέθηκε ότι το κατώφλι διαφυγής (percolation threshold) για τα σύνθετα PP/PPy συστήματα που έχουν
παρασκευαστεί με την μέθοδο CL είναι μία τάξη μεγέθους μικρότερο σε σύγκριση με το κατώφλι διαφυγής των σύνθετων
PP/PPy συστημάτων που έχουν παρασκευαστεί με την μέθοδο CB. Είναι επομένως εμφανής η σημασία και η επίδραση που
έχει η μέθοδος παρασκευής στις ηλεκτρικές ιδιότητες των δοκιμίων.
Η μελέτη του μηχανισμού αγωγιμότητας έδειξε ότι τα συστήματα υπακούουν στο πρότυπο του Mott [5], που θεωρεί
κινήσεις των φορέων φορτίου με άλματα μεταβλητής κλίμακας (variable range hopping, VRH). Η εξάρτηση της
αγωγιμότητας συνεχούς από τη θερμοκρασία δίνεται από την εξίσωση 1:
⎡
− 2 ⎛ T ⎞
= Κ ⋅ Τ
1/
0
0
⋅ exp⎢−
⎜ ⎟
⎢⎣
⎝ T ⎠
1/ 4
⎤
⎥
⎥⎦
σ (1)
Από την προσαρμογή των πειραματικών δεδομένων στην εξίσωση (1) υπολογίζεται η απόσταση των αλμάτων των φορέων
φορτίου στους 300 Κ (R) και η αντίστοιχη ενέργεια ενεργοποίησης (w). Ενδεικτικές τιμές των μεγεθών αυτών, για το το
σύνθετο δοκίμιο PP/16.7PPy, είναι: R= 1.54 nm, και w= 1.20×10 -2 eV, αντίστοιχα.
[1] Omastová M., Pionteck J., Košina S., Eur. Polym. J. 32 (1996) 681.
[2] Omastová Μ., Mravčáková M., Pionteck J., Häussler L., Chodák I., Polym. Eng. Sci. 46 (2006) 1069.
[3] Mravčáková M., Omastová M., Pötschke P., Pozsgay A., Pukánszky B., Pionteck J., Polym. Adv. Technol. 17 (2006) 715.
[4] Kripotou S., Apekis L., Rapti Ch., Vartzeli-Nikaki K., Pissis P., Mravčáková M., Omastová M., Int. J. Polym. Mater. 56
(2007) 865.
[5] Mott N.F., Electronic processes in noncrystalline materials, Oxford University Press, London, 1979.
Η παρούσα εργασία ενισχύθηκε οικονομικά από το κοινό ερευνητικό και τεχνολογικό πρόγραμμα μεταξύ Ελλάδας–
Σλοβακίας: ‘‘Αγώγιμα νανοσύνθετα πολυμερικά υλικά: επίδραση της κατεργασίας στις ηλεκτρικές και μηχανικές ιδιότητές
τους’’ της Γενικής Γραμματείας Έρευνας και Τεχνολογίας (ΓΓΕΤ).
172