ارو55، 2011؛ نیومن و همکاران56، 2004) و دریچه‌ها، مواد عکاسی، اتصالات الکترونیکی پلیمری، خازن‌ها (جورِویز و همکاران57، 2001؛ پارک و همکاران58، 2002) ابزارهای الکترونیک و نوری و ترانزیستورها (وِرِس و همکاران59، 2004؛ فکچتی و همکاران60، 2004) استفاده کرد. شکل (1-7) کاربردهای مختلف پلیمرهای رسانا را نشان میدهد.

شکل (1-7) انواع کاربردهای پلیمرهای رسانا (جنگ، 2006).
1-4- پلی)3-متیلتیوفن(61
همانگونه که گفته شد در سال‌های اخیر سنتز پلیمرهای رسانا باعث تولید مواد جدید پلیمری با گستره‌ی وسیعی از ویژگیهای الکتریکی شده است. یکی از مهمترین این پلیمرها پلیتیوفن‌ها (PThs) هستند که به خاطر رسانایی خوب و پایداری محیطی و گرمایی بسیار مورد توجه قرارگرفته‌اند (ویلارل و همکاران62، 2000). همانگونه که شکل (1-8) نشان میدهد PThها از پلیمریشدن تیوفن‌ها که یک حلقه‌ی هتروسیکلی سولفوردار63 می‌باشند ساخته می‌شوند.
شکل (1-8) واحد تکراری در پلیتیوفنها (ویکیپدیا).

واحدهای تیوفن در پلیتیوفن‌ها می‌توانند از موقعیت‌های 2 و 3 بهم متصل شوند. بی‌نظمی‌ ایجاد شده بوسیله‌ی واحدهایی که از موقعیت 3 متصل شده‌اند رسانایی پلیتیوفن‌ها را به خاطر ایجاد گسست در طول پیوندهای ? غیرمستقری که از طریق موقعیت 2 بهم متصل شده‌اند کاهش می‌دهد اما اگر موقعیت 3 در واحدهای تیوفن بوسیله‌ی یک گروه آلی اشغال شود (3-آلکیلتیوفن) رسانایی پلیمر به خاطر ایجاد نظم در ساختار آن افزایش می‌یابد (هوتا و همکاران64، 1983). شکل1-9 ساختار مونومر و پلیمر 3-متیلتیوفن (P3MTh) را نشان میدهد.

شکل (1-9) ساختار پلی(3-متیلتیوفن) (کوریا65 و آبرانتس66، 2006).

از طرف دیگر پلیتیوفن‌ها در حلال‌های معمولی نامحلول هستند که این امر باعث محدود شدن کاربردهای آن‌ها شده است. اما قراردادن یک گروه الکترون-دهنده مثل زنجیر آلکیلی در موقعیت ? حلقهی تیوفن حلالیت در حلال‌های آلی را در هر دو حالت بدون بار و دوپهشده افزایش می‌دهد (السِنبومر و همکاران67، 1986؛ بریس و همکاران68، 1987؛ هوتا و همکاران، 1988). علاوه بر این استخلاف‌دار شدن در موقعیت 3 باعث تغییراتی در ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی آن‌ها می‌شود. پلی(3-متیلتیوفن)ها نسبت به اکسیژن، رطوبت و دما در هر دو حالت بدون بار و دوپهشده بسیار پایدار می‌باشند (تاگموتی و همکاران69، 2002). در شکل (1-10) نمودارهای TGA وDTG، P3MTh که نشاندهندهی مقاومت حرارتی بالای آن میباشد نشانداده شده است.
شکل (1-10) نمودار TGA و DTG، ) P3MThسونمزوگلو و همکاران70، 2010).

پلیتیوفن‌ها و مشتقاتشان به صورت شیمیایی و الکتروشیمیایی سنتز می‌شوند (کوبایاشی و همکاران71، 1984؛ گونکالوِس72 و ایرن73، 2003؛ ژنگ و همکاران74، 2007). عموماً پلیمرهایی که به صورت الکتروشیمیایی تهیه می‌شوند رسانایی بالایی دارند برای مثال P3MTh تهیه شده با روش الکتروشیمیایی تا S.cm-1 103×2 رسانا است اما این نوع سنتز تنها می‌تواند برای آماده‌سازی فیلم‌های پلیمری استفاده شود و رسانایی آن به ضخامت فیلم بستگی دارد. در مقابل با پلیمریشدن شیمیایی توده‌ی پلیتیوفن و مشتقاتش بدست می‌آید اما با رسانایی کمتر (روکستین75 و پارک76، 1991).

1-4-1- سنتز شیمیایی پلیآلکیلتیوفنها77 (PAThs)
تشکیل پلیمر بوسیله‌ی یک اکسیدکنندهی خارجی پلیمریشدن شیمیایی نامیده می‌شود (پوتیریلو78 و میرسکای79، 2009).

1-4-1-1- سنتز با کاتالیزگرهای فلزی

اولین پلی(3-آلکیلتیوفن) از طریق جفتشدگی کومادا80 سنتز شد که در شکل (1-11) نشانداده شده است. در این روش پلیمر از طریق واکنش جفتشدگی هالوژن-گرینیارد ساخته می‌شود. مقادیر زیادی از PAThها را می‌توان با این روش تهیه کرد.
شکل (1-11) سنتز کومادا (مککولوق81، 1998).

همچنین همانگونه که در شکل (1-12) نشانداده شده است پلی(3-آلکیلتیوفن)ها را می‌توان از 2 و 5 دییدو3-آلکیلتیوفن82 با کاتالیزور نیکل83 فلزی (صفر ظرفیتی) هم ساخت.

شکل (1-12) سنتز پلی(3-آلکیلتیوفن) با کاتالیزگر نیکل فلزی (مککولوق، 1998).

1-4-1-2- سنتز با FeCl3
سوگیموتو و همکارانش84 در سال 1986 یک روش ساده برای تهیه‌ی PAThها گزارش کردند. شکل (1-13) این سنتز را نشان میدهد.
شکل (1-13) سنتز P3MTh، با FeCl3 (مککولوق، 1998).

در این روش مونومر یعنی (3-آلکیلتیوفن) در کلروفرم85 حل شده و سپس با MoCl5 ، FeCl3 یا RuCl3 به صورت اکسایشی به پلیمر تبدیل می‌شود. اما معمولاً FeCl3 برای تهیه‌ی PAThها مورد استفاده قرارمیگیرد. مواردی که با FeCl3 تهیه می‌شوند دارای وزن مولکولی در محدوده‌ی k300 تا 30 هستند. همچنین FeCl3، PAThهایی با جفتشدگی 2 و 4 ایجاد نمی‌کند. در یک پژوهش لکلرک و همکارانش86 سنتز PAThها با FeCl3 را بررسی کرده و گزارش کردند که PAThهای سنتز شده با FeCl3 تبلور بیشتری داشته و در مقایسه با روش الکتروشیمیایی منظم‌ترند. اما یکی از مشکلات اصلی با روش FeCl3 این است که این روش نتایج متغیری می‌دهد. اما در کل می‌توان گفت روش FeCl3 یک روش بسیار خوب برای پلیمریکردن تیوفن‌ها و PAThها بوده و به رایج‌ترین و راحت‌ترین روش برای آماده‌سازی PTh و مشتقات آن تبدیل شده است. در شکل (1-14) مکانیسم سنتز شیمیایی PAThها با اکسیدکنندهی FeCl3 مشاهده میشود (مککولوق، 1998).
شکل (1-14) مکانیسم سنتز شیمیایی با FeCl3 (مککولوق، 1998).
1-4-2- سنتز الکتروشیمیایی
در روش الکتروشیمیایی پتانسیل در محلولی شامل مونومر و الکترولیت اعمال می‌شود و در نتیجه یک فیلم رسانا بر روی آند شکل می‌گیرد. در شکل (1-15) یک سلول الکتروشیمیایی3 الکترودی برای پلیمریشدن الکتروشیمیایی پلیمرهای رسانا بر روی میکروالکترودها نمایشداده شده است. در این سیستم از یک همزن مغناطیسی برای همزدن محلول در حالیکه حمام آبی دما را کنترل میکند استفاده شده است. همچنین با اعمال پتانسیل ثابت، جریان و ولتاژ کنترل میشود.
شکل (1-15) شماتیک یک سلول الکتروشیمیایی برای سنتز پلیمرهای رسانا (ژاو و همکاران87، 2010).

این روش از این جهت که پلیمر نیازی به جداسازی و خالصسازی ندارد راحت و مناسب است اما در آن پلیمرهایی با اتصالات نامطلوب تولید می‌شوند. شکل (1-16) مکانیسم سنتز الکتروشیمیایی پلی(3-آلکیلتیوفن) را نشان میدهد.

شکل (1-16) مکانیسم سنتز الکتروشیمیایی پلی(3-آلکیلتیوفن) (سینگ و همکاران88، 1998).

کیفیت یک فیلم آماده شده بوسیله‌ی روش الکتروشیمیایی به عوامل مختلفی بستگی دارد. این عوامل شامل جنس الکترود، دانسیته‌ی جریان، دما، حلال، الکترولیت و حضور آب و غلظت مونومر می‌باشد (اسچوپف89 و کبمل90، 1997). دو عامل مهم دیگر وابسته بهم ساختار مونومر و پتانسیل به کار رفته است. پتانسیل مورد نیاز برای اکسیداسیون مونومر به دانسیته‌ی الکترون در سیستم ? حلقه‌ی تیوفن بستگی دارد. گروه‌های الکترون-دهنده پتانسیل اکسایشی را کاهش داده در حالیکه گروههای الکترون-کشنده باعث افزایش پتانسیل مربوطه می‌شوند (رونکالی و همکاران91، 1987).

1-4-3- انواع اتصالات مونومری
عدم تقارن در تیوفن‌های استخلاف‌دار در موقعیت ? امکان 3 نوع جفت‌شدگی در موقعیت‌های 2 و 5 را فراهم می‌کند. این جفت‌شدگی‌ها عبارتند از:
1. اتصال موقعیت‌های َ5 و 2 یا سر به دم (HT)
2. اتصال موقعیت‌های َ2 و 2 یا سر به سر (HH)
3. اتصال موقعیت‌های َ5 و 5 دم به دم (TT)
این 3 نوع اتصال باعث تشکیل 4 فرم مختلف پلیمری میشود که در شکل (1-17) ساختار آنها نشانداده شده است.

شکل (1-17) نمایش انواع اتصالات مونومری (مککولوق، 1998).

این 4 فرم مختلف بوسیله‌ی اسپکتروسکوپی NMR از یکدیگر تشخیص و مقدار آن‌ها در ساختار پلیمر بوسیله‌ی انتگرالگیری تعیین می‌شود. میزان این 4 فرم در ساختار پلیمر تاثیر فاحشی بر روی رسانایی و ترموکرومیک (تغییر رنگ با تغییر حرارت) پلیمر خواهد گذاشت (باربارلا و همکاران92، 1994؛ دیازکوایجادا و همکاران93، 1996).
در سال‌های اخیر مطالعات بسیار گسترده‌ای بر روی P3MThها انجام شده است. در یک پژوهش در سال 2009 اثر غلظت مونومر 3-متیلتیوفن بر روی سنتز الکتروشیمیایی آن مورد بررسی قرارگرفت. اکثر مطالعات الکتروشیمیایی P3MThها در حلال‌های آلی انجام شده‌اند. از آن‌جا که خواص الکتروشیمیایی این پلیمرها به نمک الکترولیت استفاده شده بسیار وابسته می‌باشد در این پژوهش P3MTh دوپهشده با آنیون پرکلرات94 به صورت الکتروشیمیایی در حضور نمکسدیمپرکلرات95 (ClO4-) به عنوان