Akıllı uygulamalara yönelik politiyofen tabanlı metalopolimerlerin sentezi ve karakterizasyonu

Metal kompleksi ile birleştirilmiş π-konjuge polimer içeren yeni bir hibrit malzeme sınıfı olan iletken metalopolimerler, umut verici özellikleriyle son yıllarda araştırmacıların ilgisini çekmektedir. Metalopolimerler yalnızca metal kompleks ve konjuge polimerlerin avantajlı özelliklerini birleştirdikleri için değil, aynı zamanda iki birim arasındaki etkileşimlerin sağladığı yeni çekici özellikler sebebiyle de dikkat çekmektedir. İki bileşen arasındaki etkileşimlerin gücünün metalin polimer omurgasındaki konumuna göre ayarlanabildiği metalopolimerler, bu ayarlanabilir özellikleriyle sensörler, bellek cihazları, fotovoltaikler, ışık yayan diyotlar, elektrokromik cihazlar ve uyarana duyarlı akıllı malzemelerin geliştirilmesinde kullanılmaktadır. Bugüne değin metal kompleks içeren iletken polimerlerin sentezi, karakterizasyonu ve elektrokromik özelliklerinin değerlendirildiği çalışmalar Tip II ve Tip III metalopolimer sistemlerine aittir. Literatürde Tip I metalopolimerlerin sentezi ve karakterizasyonunu içeren çalışmalar mevcut olsa da, bu çalışmaların hiçbirinde elektrokromik özellikler incelenmemiştir. Bu çalışmada Tip I metalopolimerlerin optoelektronik özelliklerinin değerlendirilmesi ve literatüre kazandırılması hedeflenmektedir. Çalışmada metal kompleks ve konjuge omurganın elektrokromik ve redoks özelliklerinin birleşimiyle elde edilecek yeni hibrit yapıların, alışılmış iletken polimer literatüründen farklı özellikler sağlayarak çok işlevli akıllı malzemelerin geliştirilmesine olanak sağlayacağı öngörülmektedir. Bu tez kapsamında, literatürde benzeri bulunmayan, polimerleşebilir ünite olarak SNS, EDOT ve ProDOT'un geçiş metal kompleksi olarak da [Ru2+(bpy)3] ve [Ru2+(bpy)2triaz] komplekslerinin yer aldığı; mesafe oluşturucu grup büyüklüğü ve polimerleşebilir birim sayısının olası etkilerini de araştırmak üzere ligandlar (Ligand a-h) ve kompleks içeren monomerler (Monomer A-H) hazırlandı. Ligand ve monomerlerin redoks özellikleri dönüşümlü voltametri tekniği ile incelendi ve elektrokimyasal polimerizasyonları için uygun koşullar belirlendi. Belirlenen uygun ortamlarda Tip I metalopolimerler olan Polimer A-H homopolimerleri elde edildi. Ayrıca, bazı monomerlerin (Monomer A, B, C, D, E) EDOT ve ProDOT-Me2 varlığında potansiyodinamik ya da potansiyostatik yöntemler ile kopolimerizasyonları gerçekleştirildi. Elde edilen tüm homopolimer ve kopolimerlerin redoks aktiviteleri dönüşümlü voltametri tekniği ile incelendi. Tüm polimerlerin optoelektronik özellikleri spektroelektrokimya, kinetik ve kolorimetri çalışmaları ile değerlendirildi. Metalopolimerlerin elektrokimyasal (Monox, Polox/red, Rux/x) ve optoelektronik (λmax, t95, ΔT, CE) özellikleri ve kimyasal yapıları arasındaki ilişki kompleks birim, polimerleşebilir ünite ve birim sayısı değişimi dikkate alınarak irdelendi. Ayrıca, kopolimerizasyonun, komonomer türü ve besleme oranının elektrokimyasal ve elektrokromik özelliklere etkileri değerlendirildi. Bu çalışma ile çoklu redoks aktiviteye sahip, ambipolar, katodik ve anodik olarak renklenebilen, multikromik, yeni, politiyofen tabanlı metalopolimerler üretildi ve literatürde ilk kez Tip I metalopolimerlerin optoelektronik özellikleri incelendi.