OM 专利 – 美国专利申请公布号: US 2024/0067773 A1
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美国专利申请公布号: US 2024/0067773 A1
OM patent – United States Patent Application Publication Ngai Pub. No.: US 2024/0067773 A1
摘要
本发明涉及导电聚合物的组成、生产方法及其在传感技术中的应用。本发明的导电聚合物包含一个电子短缺和一个电子丰富的结构单元，呈交替重复排列。这种导电聚合物可用作传感器，用于检测、识别或量化流体中的分析物，同时表现出化学电阻特性，并在常温和常压下具有稳定性能。在一个实施例子中，本发明提供了用于传感器应用的导电聚合物的组合物，以及该组合物的传感装置。在另一个实施例中，本发明提供了利用本发明的组合物和导电聚合物检测目标分子的方法，以及检测目标分子的设备。目标分子包括但不限于挥发性有机化合物（VOCs），这些化合物可指示疾病的存在或阶段，或反映对象的健康状况。
发明领域
本发明总体上涉及有机导电聚合物用作分子检测时的可使用设备和方法。
发明背景
两个能带之间的能量差（最高占据分子轨道 – HOMO，即价带VB，与最低未占据分子轨道 – LUMO，即导带CB）称为带隙。不同材料的带隙和能级可能不同。在有机电子学中，化学家利用合成技术通过在材料中添加不同的功能基团来设计和制造具有各种带隙和能级的有机电子材料，并且可以通过添加不同的掺杂剂进一步修改材料的特性，其应用包括有机太阳能电池或有机光伏器件（OPVs）、有机发光二极管（OLEDs）、有机场效应晶体管（OFETs）、电池、传感器等。导电聚合物具有化学电阻特性，这意味着它们的电阻对化学环境敏感，从而使其能够用作传感器，并用于各种检测技术，如电子鼻或其他检测器。导电聚合物的特性可以通过添加不同的掺杂剂和/或改变其功能基团进一步修改，这扩大了导电聚合物在多个领域的潜在用途范围。
发明摘要
[0009] 本发明涉及导电聚合物的组成、制造方法及其在传感技术中的应用。
[0010] 本发明提供了用于传感器应用的导电聚合物组成。
[0011] 本发明还提供了利用本发明的组成、导电聚合物或设备检测目标分子的方法。目标分子包括但不限于挥发性有机化合物（VOCs），这些化合物可能指示疾病的存在或阶段，或者反映对象的健康状况。
备注
本发明提供了一种新型的导电聚合物，其具有独特的性能、制造方法和应用。本发明中的导电聚合物相较于现有的导电聚合物，具有显著优势，例如改进的化学电阻性、热稳定性、环境稳定性，以及其他电子和化学特性。其应用领域涵盖分子检测或感应相关的广泛技术，如晶体管、太阳能电池、电池、防静电涂层和红外探测器等。
本发明中的导电聚合物可溶于有机溶剂，能够在室温、常压和湿度条件下保持稳定，并且仅需低工作电压即可运行。因此，使用本发明导电聚合物制成的传感器能够在室温下工作，并且仅需很小的电压（约1V）。此外，其在有机溶剂中的高溶解性简化了导电聚合物的合成过程。利用本发明的导电聚合物制造传感器也更加简单灵活。例如，传感器可以通过适当的打印设备打印在不同表面上，从而拓展了导电聚合物的工业应用。
本发明的导电聚合物包含具有热或酸可裂解的化学成分，这些成分能够生成高交联的薄膜，薄膜厚度可在10至100纳米之间。该薄膜具有很高的化学抗性，并能抵抗各种化学物质的侵蚀，例如氯仿、丙酮、甲醇、甲苯、氯苯、二氯苯、矿物酸和水等。
[0096] 本发明的导电聚合物可溶于多种有机溶剂，并且可用于制备包含有机溶剂和导电聚合物的导电油墨。