Abstrakt

Autogener chemischer und struktureller Übergang und die Benetzbarkeit elektropolymerisierter PANI-Oberflächen

  Herr Yoganandan Govindaraj 

 Polyanilin (PANI) wurde elektrochemisch auf einem Weichstahlsubstrat abgeschieden. Autogene Veränderungen der physikalischen und chemischen Struktur im Nanometermaßstab zeigten ein anomales Verhalten bei der Benetzbarkeit der Oberfläche. Die Oberflächenmorphologie zeigte die Bildung einer nanodentritischen Struktur auf einer natürlich gealterten, mit PANI beschichteten Oberfläche. Aufgrund von Oxidation wurden auch spontane Veränderungen im Rückgrat des Polymers beobachtet. Die Ergebnisse der elektrochemischen Impedanzspektroskopie zeigten einen kontinuierlichen Anstieg des Widerstands der PANI-Schicht aufgrund von Selbstoxidation. Die Oberflächentopographie der natürlich gealterten PANI-Oberfläche war im Vergleich zu der im gelagerten Zustand glatter und homogener. Die Messung des Wasserkontaktwinkels mit verschiedenen Flüssigkeiten zeigte, dass die Oberflächenenergie von PANI nach 30 Tagen Exposition in der Umgebung um >70 % abgenommen hat. Im Verlauf des Zeitraums wurde auf der elektropolymerisierten PANI-Oberfläche ein allmählicher Anstieg des Wasserkontaktwinkels von >150° beobachtet, was auf eine superhydrophobe Oberfläche hindeutet. Die Bildung einer selbstorganisierten einschichtigen Schicht wurde mithilfe von SEM, FT-IR, Raman, XPS und Kontaktwinkelmessungen erklärt. Die Ergebnisse werden anhand des Cassie-Baxster-Mechanismus der Mikro-Nano-Clusterbildung auf der PANI-Oberfläche während kontinuierlicher Exposition erklärt.