ソフトポリマーは、生体系に見られるタンパク質、DNA、多糖類などの天然のバイオポリマーから、プラスチック、繊維、エラストマーなどの商業化された合成ポリマーまで、私たちの日常生活に不可欠な部分です。一般に、これらの従来のポリマーは、重要な絶縁体または誘電体のいずれかです。
1977 年に白川がドープされた結晶性ポリアセチレンの金属伝導性を先駆的に発見し、2000 年に Heeger と MacDiarmid と共にノーベル化学賞を受賞して以来、導電性ポリマーの人気が前例のないほど高まっているのを目の当たりにしてきました。従来の有機ポリマーは、柔軟性や構造の多様性などの有益な特性を備えていますが、導電性ポリマーは光学的および電気的/電子的特性を導入するため、エネルギー生産、エレクトロクロミック デバイス、センサーとアクチュエーター、生物工学、および生物医学アプリケーションにおける多様なアプリケーションに最適です。
ポリ (3,4-エチレンジオキシチオフェン) (PEDOT) は、優れた安定性、可逆的なドーピング状態、高い導電率、および電気化学的特性を備えた、最も有望で成功している導電性ポリマーの 1 つです。しかし、PEDOT は当初、不溶性ポリマーであると考えられていたため、大規模なデバイス製造のソリューションとして処理する能力が制限されていました。その後、溶解性の問題は、水溶性アニオン性高分子電解質であるポリ（スチレンスルホン酸）（PSS）を重合中に電荷平衡ドーパントとして使用して解決され、水溶性PEDOT：PSS複合材料が生成されました。帯電防止、電子、生物電子用途向けの一連の商用製品の基礎を形成します。
溶解性の問題を回避する一方で、PSS とそのスルホン酸 (SO3) 部分の分子比が比較的高いため、PEDOT:PSS の導電率が低下し、強い負電荷が与えられます。スウェーデンのリンシェーピング大学の研究チームは、最近、テンプレート支援重合によって調製された新しいタイプの溶液処理可能な正電荷の PEDOT コロイドを開発し、絶縁 PSS の利用を回避し、その結果、正の表面電荷を持つポリマーが得られました。
プリンテッド エレクトロニクスとソフト エレクトロニクスの最近の出現と急速な発展は、新しい課題を提示し、新しい導電性および半導電性材料に大きな要求を課しています。新しい導電性および半導電性材料を見つけることは、世界のプリンテッド エレクトロニクス産業の成長を後押しし、その結果として市場を拡大するために不可欠です。プリンテッド エレクトロニクスの開発は、フレキシブル センサー、医療用ウェアラブル パッチ、有機発光ダイオード (OLED)、有機太陽電池 (OPV) の分野にも利益をもたらします。プリンテッド エレクトロニクスの重要なコンポーネントとして、ソリューション処理された PEDOT インクは、さまざまな電極、電子、およびバイオセンシング デバイス。
電極触媒の分野では、導電性ポリマー電極の表面電荷は、物質移動速度論と反応物の静電蓄積により、反応物と電極の界面での電極触媒プロセスの効率と動力学に大きく影響します。ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド (NADH) およびニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸 (NADHP) は、300 を超える酵素デヒドロゲナーゼとの反応に関与し、電子伝達に不可欠な補助である人体に見られる補酵素であるため、生体電気触媒およびバイオセンサーの重要なレドックス反応物です。光合成の連鎖。
Linköping の Mak のチームは、これらの溶液処理可能な PEDOT インクが、NADH 酸化の電極動力学が大幅に強化された、階層構造の正に帯電した電極を製造するためのビルディング ブロックとして使用できることを示しました。
NADH 電気酸化に加えて、PEDOT ベースの NADH 電気化学トランスデューサーをデヒドロゲナーゼ酵素と組み合わせることにより、幅広い分析対象物 (例えば、グルコース、アルコール、ギ酸、アルデヒド、乳酸、β-ヒドロキシ酪酸など) 用のバイオセンサーを開発することが可能です。特定の酵素反応から生成されたNADHの検出。 NADH 酸化用の安定した製造可能な触媒電極は、臨床診断やその他の生命科学アプリケーションでのアプリケーション向けのマルチパラメータ代謝物センサーを実現するための不可欠な前提条件であり、デヒドロゲナーゼベースのバイオ燃料電池、バイオリアクター、生体触媒プロセスの開発を支えます。
これらの調査結果は、ジャーナル Biosensors and Bioelectronics で最近公開された NADH ベースのバイオセンサー用の強化された電極動力学を備えた、Positively-charged hierarchy PEDOT interface というタイトルの記事で説明されています。 .この作業は、Lingyin Meng、Anthony P.F. Turner と Wing Cheung Mak (スウェーデン、リンシェーピング大学、物理学、化学、生物学科)
