ポリピロール/単層カーボンナノチューブ複合材料におけるガス感度の相乗効果

ポリピロール/単層カーボンナノチューブ複合材料は、前駆体としてピロール（PPy）を使用し、添加成分として単層カーボンナノチューブ（SWNTs）を用いて、イン・シチュー化学重合によって合成されました。電子顕微鏡の画像から、SWNTs成分がPPy成長のための核生成点として機能し、球状および円筒形のコアシェル構造を形成することが確認されました。SWNTs/PPyコアシェルは薄いn-p接合を生成し、PPyのバンドギャップを修正し、電子の仕事関数を低下させます。強い結合の結果、ラマンおよびIRスペクトルは、PPyがポラロンからバイポラロン状態に遷移することを示しており、すなわち、導電性の増加を示しています。UV-Visスペクトルでは、340 nmの吸収帯（π*-π遷移）が赤方偏移を示し、460 nmの吸収帯（バイポラロン遷移）が青方偏移を示し、PPyのバンドギャップ内のポラロンレベルの変化と電子構造の再配置を示しています。PPyの電子構造の修正は、感知機能における相乗効果をもたらします。酸素（酸化剤）およびNH(3)ガス（還元剤）にさらされると、PPy/SWNTsナノコンポジットは、PPyまたはSWNTsに比べて感度が10倍以上向上します。