La spettroscopia d'impedenza elettrochimica applicata allo studio dei polimeri conduttori

Sin dalla loro scoperta, poco meno di 40 anni fa, i polimeri conduttori hanno catalizzato un grande interesse per le loro molteplici possibilit\ue0 applicative che spaziano dall\u2019ambito energetico, come elementi integrati in batterie e sistemi di accumulo di energia, a quello sensoristico, con la creazione di elettrodi modificati. Per poter sfruttare nel modo migliore tali potenzialit\ue0 \ue9 fondamentale un\u2019attenta indagine delle propriet\ue0 chimico fisiche di questi \u201cmetalli sintetici\u201d, soprattutto per elucidarne le propriet\ue0 elettroniche, sia nel bulk sia alle interfasi. A tal fine l'approccio sperimentale pi\uf9 comune \ue9 la combinazione della spettroscopia UV-visibile, che fornisce il valore del gap HOMO-LUMO, con la voltammetria ciclica, che fornisce anche il valore dei singoli livelli HOMO e LUMO nonch\ue9 indicazioni sulla posizione dei centri redox e sui meccanismi di trasferimento elettronico, oltre a costituire una conveniente via elettro-sintetica dei polimeri conduttori in questione. Queste informazioni di base possono essere confermate e completate con la spettroscopia d'impedenza elettrochimica (EIS), in particolare per quanto riguarda le propriet\ue0 di trasporto e di trasferimento di carica del polimero. Nella presente esposizione si vuole mostrare il lavoro condotto dal nostro gruppo di ricerca su una specifica famiglia di questi innovativi materiali: i polimeri conduttori a base tiofenica. In particolare, la presentazione si concentrer\ue0 sulla descrizione dei principi della spettroscopia di impedenza elettrochimica e di come questa tecnica possa essere applicata per studiare le propriet\ue0 di trasporto e trasferimento di carica dei polimeri conduttori. Come esempi verranno mostrati alcuni casi da noi studiati, quali: i) l'effetto di modifiche strutturali dell'unit\ue0 monomerica con l'inserzione di un core elettron ricco o elettron povero; ii) l'effetto dello spessore del film polimerico e del suo grado di drogaggio; iii) l'effetto della presenza di una coppia redox esploratrice all'interfase e/o all'interno del polimer