研究目的
使用通用三维四探针工具研究纤维素-PEDOT:PSS复合材料的各向异性导电性。
研究成果
结果表明，与先前关于PEDOT:PSS薄膜的研究相比，该复合材料表现出相对较小的各向异性。在CNF-PEDOT:PSS样品中，面内与面外电导率相差约两个数量级；而在纸浆-PEDOT:PSS样品中，这一差异不足一个数量级。这些现象归因于PEDOT:PSS在纤维/原纤上自组织排列，而非受限于薄膜浇铸所用的基底模板效应。
研究不足
所述方法适用于无限厚度的样品。为考虑有限厚度样品的情况，在推导电阻率时引入了修正因子。
1：实验设计与方法选择：
搭建了带有两块平行安装弹簧探针的装置，用于测量横向和纵向电阻。该方法采用Montgomery开发的转换法推导面内与面外电导率。
2：样品选择与数据来源：
制备了以CNF或纸浆为基质的厚型独立纤维素-PEDOT:PSS薄膜，每种基质材料均制备了不同厚度规格的薄膜。
3：实验设备与材料清单：
自制弹簧探针装置、Keithley 2602B源表、Keithley 2182A纳伏表、用于微观结构表征的SEM（蔡司Sigma 500 Gemini）。
4：实验流程与操作步骤：
使用自制装置分别测量薄膜横向（面内）和纵向（面外）方向的电阻，基于Montgomery方法通过MATLAB?程序分析测量结果。
5：数据分析方法：
通过按转换要求改变探针间距，推导出面内与面外方向的电阻率。
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Keithley 2602B sourcemeter
2602B
Keithley
Supplying constant current level of 10 mA during the measurement.
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Keithley 2182A nanovoltmeter
2182A
Keithley
Measuring the voltage drop during the measurement.
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Zeiss Sigma 500 Gemini
Sigma 500 Gemini
Zeiss
Scanning electron microscopy (SEM) for microstructure characterization.
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Pogo Receptacle P2662A-3ED
P2662A-3ED
Pogo
Spring loaded probes with hemispherical tip for minimizing damage to the sample surface.
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