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CV - risultati sui polimeri sintetizzati technique
cv
bandgap
homo-lumo
onset
p3ht
bottle-brush
2026-10-09 2026-10-09 §4.4.3 r.1194-1246; §4.4.4 r.1249-1270; §5 r.1308
fig-072
fig-073
fig-074
draft

CV - risultati sui polimeri sintetizzati

Risultati della ciclovoltammetria sugli scheletri copolimeri-3a-3b-3c (Tab. 14) e sui bottle-brush-3-x (Tab. 15). Metodo di analisi (onset, ferrocene, Eq. 11-12, irreversibilità EC): ciclovoltammetria. Incoerenze delle Conclusioni su bandgap e R²: difetti-noti (punto 6).

Copolimeri lineari 3a, 3b, 3c (§4.4.3)

Scopo: capire come la frazione reale di DPP modula l'architettura energetica dello scheletro coniugato puro, senza gli effetti sterici/conformazionali dell'innesto.

Tabella 14 - dati voltammetrici dei copolimeri sintetizzati

Polimero % reale DPP Eonsetox (V) Eonsetred (V) HOMO (eV) LUMO (eV) Bandgap (eV)
3a 25 0,238 -0,732 -5,038 -4,068 0,970
3b 32 0,054 -1,262 -4,854 -3,538 1,316
3c 35 0,0006 -1,372 -4,799 -3,428 1,371

Bandgap vs % DPP (fig-072)

  • All'aumentare del DPP si osserva un allargamento progressivo del bandgap: la variazione è governata dalla composizione stechiometrica effettiva.
  • La netta pendenza positiva della retta di interpolazione indica forte sensibilità alla composizione: incrementi modesti di DPP aumentano molto l'energia per le transizioni elettroniche. Lettura della tesi: l'unità DPP riduce la lunghezza di coniugazione effettiva, limitando la delocalizzazione π e aumentando la separazione HOMO-LUMO.
  • Dimostra la fattibilità di un controllo mirato del band gap calibrando il rapporto fra i due monomeri.

!immagini/6c7bd8393eb8c1a329f65b7fc74e5f338a866e514455c0122a43d13ca340ded5.jpg Figura 72 - correlazione tra bandgap elettrochimico e frazione reale di DPP nei copolimeri sintetizzati · fig-072

Potenziali di picco vs % DPP (fig-073)

  • Riduzione (n-doping): variazione più marcata. Da 25% DPP (Epc ≈ −1 V) a 32-35% il picco si sposta tra −1,6 V e −1,8 V: l'inserzione di elettroni diventa termodinamicamente più sfavorita, con sovratensioni maggiori per formare i radical-anioni.
  • Ossidazione (p-doping): impatto minore; Epa passa da ≈ 0,4 V (minor DPP) a ≈ 0,2/0,25 V per frazioni maggiori.
  • Effetto combinato: aumento della separazione tra i picchi con la % di DPP, coerente con l'aumento del bandgap.

!immagini/d7a3694f2d97dcaa84465aeed07d8d26adca6a8f8ed64f7ea2bf86943b918b66.jpg Figura 73 - correlazione tra Epicco e frazione reale di DPP nei copolimeri sintetizzati · fig-073

Potenziali di onset vs % DPP (fig-074)

  • Eonsetred (LUMO): da ≈ −0,75 V (basso DPP) a ≈ −1,4 V (frazioni maggiori).
  • Eonsetox (HOMO): da ≈ 0,25 V a quasi 0 V (lieve traslazione).
  • La progressiva separazione fra i due onset conferma l'allargamento del bandgap: la composizione agisce sistematicamente sui livelli di frontiera.

!immagini/b2931ebedd31df7df3b344c25fcbb4a64aceb7b356181adecf39363e49dcb0fe.jpg Figura 74 - correlazione tra Eonset e frazione reale di DPP nei copolimeri sintetizzati · fig-074

Confronto con P3HT (r.1242-1246)

  • Il P3HT omopolimero è molto elettron-ricco: ossidazione (p-doping) a potenziali accessibili, nessun contributo faradico significativo per la riduzione (n-doping) nella consueta finestra dei solventi organici.
  • Nei copolimeri il DPP, forte porzione elettron-attrattrice in un'architettura D-A, stabilizza il LUMO: rende favorevole l'iniezione di elettroni e giustifica le onde catodiche assenti nel P3HT. L'abbassamento del LUMO, con la modulazione dell'HOMO ad opera dei segmenti di 3HT, determina il restringimento del bandgap rispetto all'omopolimero.
  • Conclusione della tesi: la sistematicità con cui la composizione influenza la risposta termodinamica convalida l'approccio come strumento di ingegnerizzazione del materiale.

Bottle brush 3.1b-3.3c (§4.4.4)

Termine di confronto: i copolimeri lineari sopra.

Tabella 15 - dati voltammetrici dei polimeri sintetizzati

Polimero Eonsetox (V) Eonsetred (V) HOMO (eV) LUMO (eV) Bandgap (eV)
3.1.b -0,18 -1,22 -4,62 -3,58 1,04
3.2.b -0,18 -1,27 -4,63 -3,53 1,10
3.3.b -0,17 -1,20 -4,63 -3,60 1,03
3.1.c -0,03 -1,55 -4,77 -3,25 1,52
3.2.c -0,11 -1,53 -4,69 -3,27 1,42
3.3.c -0,32 -1,25 -4,48 -3,55 0,93
  • I bottle brush mantengono l'elettroattività dello scheletro: i processi redox avvengono a carico del core DPP-3HT, mentre i rami alifatici fungono da matrice dielettrica circostante.
  • Le ingombranti catene laterali modificano HOMO e LUMO rispetto ai lineari, quindi l'ampiezza del bandgap. Attribuzione: effetti di ingombro sterico dei rami di PCL sul grado di coplanarità locale dello scheletro → estensione effettiva della delocalizzazione.
  • Bandgap dei bottle brush in 0,929-1,521 eV: l'ingegnerizzazione con PCL «non compromette le spiccate potenzialità optoelettroniche».
  • Il confronto con i lineari nel testo rimanda ora al «paragrafo precedente (Tabella 14)»: il segnaposto «paragrafo XX (XX)» della versione precedente è stato risolto (difetti-noti).
  • Nella nuova versione la Tab. 15 è arrotondata a due decimali (versione precedente: tre decimali, es. 3.1.b Eonsetox -0,183 V, bandgap 1,037 eV); il testo cita ancora 0,929 e 1,521 eV.

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