ЭЛЕКТРОХИМИЯ, 2004, том 40, № 3, с. 259-261
МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ "СПЕКТРОЭЛЕКТРОХИМИЯ ПРОВОДЯЩИХ ПОЛИМЕРОВ"
Международная конференция "Спектроэлект-рохимия проводящих полимеров" проходила в Москве 20-23 октября 2002 г. и была посвящена исследованиям электрохимических, электронных, оптических и транспортных свойств электроактивных полимеров и неорганических проводящих материалов различными спектральными (в том числе импедансными) методами. В конференции приняли участие ученые из 11 стран: Германии, Израиля, Испании, Италии, Польши, России, Украины, Франции, Эстонии, Южной Кореи, Японии. Значительное внимание было уделено исследованиям методами SEM, AFM, STM, SECM нано-и микроструктуры, морфологии и явлений самоорганизации в этих материалах, взаимосвязи надмолекулярной структуры и спектральных свойств. Отдельное заседание было посвящено прикладным аспектам использования проводящих полимеров и неорганических электроактивных материалов: электрохромным и электролюминесцентным системам, сенсорам и дисплеям, аккумуляторам и химическим источникам тока, а также другим техническим применениям.
Анализ исследований, проводимых в России по научному направлению, к которому относится данная конференция, представляется целесообразным проводить по секциям, работавшим согласно ее программе. Два заседания были посвящены спектроскопии проводящих полимеров. Из 10 докладов, представленных в рамках этой секции, 7 были сделаны российскими учеными. Особенно ценный вклад в организацию дискуссий на конференции внесли доклады по электрофизическим, люминесцентным и спектральным свойствам проводящих полимеров, сделанные российскими участниками физической и физико-химической специализации. В докладе Е.Л. Франкевича предложен оригинальный метод определения кинетических характеристик быстропротекающих (в пикосекундном диапазоне) процессов с участием возбужденных состояний в проводящих полимерах по стационарным измерениям фототока или люминесценции. В результате удалось разделить вклад в фотопроводимость свободных носителей заряда, образованных из нерелаксированных и термализованных поляронных пар. В докладах Т.С. Журавлевой и В.М. Кобрянского выявлены особенности надмолекулярной и молекулярной структуры проводящих полимеров (полианилин, полиацетилен и др.), определяющие их специфические фотоэлектри-
ческие и термофизические свойства. Структурные аспекты проводящих полимеров наиболее полно были проанализированы в докладе В.Ф. Иванова. На примере полианилина экспериментально установлено, что проводящие полимеры имеют гетерогенную структуру, причем гетерогенность имеет существенные особенности на молекулярном, нано-, микрометровых и макро-уровнях. Соответственно химические и электрофизические процессы протекают по-разному на каждом из этих уровней. Новый тип электролюминесцентных светодиодов на основе проводящих полимеров, допированных нанокристаллическими J-агре-гатами, был представлен в сообщении Е.И. Мальцева. Подобные светодиодные структуры имеют целый ряд преимуществ по сравнению с известными из литературы. Именно сочетание физического и электрохимического подходов к процессам, происходящим в данном классе материалов, представляется нам кардинальным направлением развития этой области знаний. Спектроскопия проводящих полимеров была также, пожалуй, основной темой стендовой сессии конференции: здесь из 22 стендовых презентаций 11 было посвящено спектральным и электрофизическим характеристикам проводящих полимеров, причем 9 из них были представлены российскими участниками. Именно вопросы взаимосвязи спектральных, электрофизических и электрохимических характеристик вызвали наиболее оживленную дискуссию на конференции. Детальный критический анализ применения весьма популярных в настоящее время AFM- и STM-методов для изучения in situ поверхности проводящих полимерных пленок был сделан в докладе Г.А. Цирлиной. Г.К. Елья-шевич представила результаты по композитным мембранам на основе проводящих полимеров, полученные спектроэлектрохимическим методом.
Одно заседание было посвящено импедансной спектроскопии проводящих полимеров. На этой секции было представлено 5 докладов, один из которых был сделан российским участником (Б.М. Графов). Этот доклад затрагивает сравнительно новую область импедансной спектроскопии - спектроскопию шумов. В других докладах были изложены результаты, полученные методами электрохимического импеданса и переменнотокового микробаланса. Эти результаты были использованы для получения электрохимическими методами разнообразных физических и физико-химических ха-
260
ГРАФОВ и др.
рактеристик новых проводящих полимеров, неорганических электроактивных пленок и композитных материалов на их основе. Процессы заряжения и ионного обмена в проводящих полимерах были рассмотрены в рамках одного заседания. В этой секции российских докладов не было. Два заседания были посвящены получению новых функциональных полимерных пленок и гибридных материалов на их основе. Это направление пользуется в последнее время заслуженной популярностью, поскольку позволяет модифицировать спектральные, электрохимические и электрокаталитические свойства проводящих полимеров путем введения в состав различных органических заместителей, металлических и органо-металлических центров, нанофазных включений и т.п., а также синтеза проводящих полимеров в матрицах других полимеров и на неорганических носителях. В этой секции из 11 устных докладов 3 представлены российскими участниками. В докладе З.А. Ротенберга было показано, что введение электронодонорного заместителя в предшественник проводящего полимера меняет не только его электрохимические свойства, но и механизм фотоэлектрохимических процессов. Кроме того, все 9 стендовых докладов, в которых рассматривались такого рода материалы, были представлены российскими участниками. Заседание по прикладным аспектам, было посвящено, в основном, использованию проводящих полимеров в источниках тока, биосенсорах, селективных электродах для электрохимического анализа и для защиты металлов от коррозии. В этой секции из 6 устных докладов 2 были сделаны российскими участниками. Среди 4 стендовых докладов, в которых затрагивались прикладные проблемы, 2 были представлены российскими участниками и были посвящены электролюминесцентным и фотоэлектрохромным дисплеям - наиболее актуальным проблемам по данному научному направлению. Значительное внимание на конференции было уделено взаимосвязи результатов электрохимических измерений и параллельных измерений физическими методами (оптическая спектроскопия в УФ-, видимой и ИК-областях, ЭПР-спектроскопия, ЕОСМБ-из-мерения (кварцевые микровесы)). Большое распространение в этой области в последнее время получил метод циклической вольтабсорптомет-рии. На конференции активно дискутировался вопрос о трактовке результатов метода вольтаб-сорптометрии (а также других физико-химических методов мониторинга концентрации и природы компонентов, образующихся в ходе электрохимического процесса) в случае расхождения с результатами электрохимических измерений, в частности, о правомерности отнесения таких явлений к химическим стадиям процесса или процессам реорганизации полимерной среды. Большее внимание было уделено исследованиям гетерогенной
природы проводящих полимеров и ее влиянию на весь комплекс физико-химических характеристик. Эта проблема особенно актуальна в прикладном аспекте, так как существование гетерогенности на различных структурных уровнях - от молекулярного до макроскопического - не позволяет достигнуть в системах на основе проводящих полимеров более высоких значений проводимости.
Российские ученые были широко представлены на конференции, о чем свидетельствует состав ее участников: Россия - 26, Украина - 2, дальнее зарубежье - 24. Если проанализировать вклад российских ученых в рамках вышеприведенного кардинального направления "взаимосвязь электрохимических характеристик систем на основе проводящих полимеров с их физико-химическими характеристиками", можно отметить, что в этой области мы продвинулись достаточно далеко. Это во многом связано с тем, что физические методы (оптическая, ИК- и ЭПР-спектроскопия, лазерное возбуждение фотоэмиссии и фотопроводимости) получили распространение в нашей стране еще в период существования СССР. Это способствовало довольно высокому уровню аппаратурного оформления отечественных лабораторий, работающих в данной области. Напротив, исследования структуры пленок проводящих полимеров в нано- и молекулярном диапазоне во многом затруднено недостатком в России современных установок для атомно-силовой, туннельной, кельвиновской микроскопии, которые, в основном, появились на западе после распада СССР, сопровождавшегося развалом научной сферы. Однако, в области интерпретации результатов таких измерений и понимания процессов, приводящих к образованию гетерогенной структуры проводящих полимеров, отечественные ученые занимают ведущее место в мировом научном сообществе. Тем не менее, необходимо обратить внимание на некоторые тревожные тенденции. Наиболее объективным показателем степени обеспеченности данного научного направления научными кадрами нам представляется доля российских участников в возрасте до 35 лет. Среди 26 российских участников конференции было только 6 человек, попадающих в эту возрастную категорию, что является весьма тревожным фактом. Налицо угроза нарушения процесса воспроизводства научных кадров в этой важной, с научной и прикладной точек зрения, области. Хотелось бы напомнить, что в 2000 году именно за работы в области проводящих полимеров была присуждена Нобелевская премия по физике. Как уже было отмечено выше, российские лаборатории, в основном, обеспечены оборудованием для исследования оптических спектров, спектров ЭПР, импеданса. Однако, хотя эти приборы по параметрам и позволяют проводить необходимые измерения, с точки зрения скорости обработки экспериментальных данных они значительно
МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
261
уступают компьютеризированным зарубежным аналогам. Особое место занимают в современных исследованиях методы БОСМБ, АБМ, ¿ТМ и т.д.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.