A condutividade elétrica do poli (3,4-etilenodioxietiofeno) com poliestirenosulfonato (PEDOT: PSS) depende significativamente de sua morfologia, microestrutura e número de contra íons que equilibram as cargas dopantes positivas transportadas pelas cadeias conjugadas do PEDOT. No entanto, devido à alta solubilidade em água e solventes polares em geral dos domínios de PSS, os filmes PEDOT:PSS facilmente dissolvem quando expostos a tais solventes. A fim de evitar essa dissolução, normalmente são adicionados agentes de reticulação à solução de polímero, para estabilizar o filme em estado sólido. Como consequência da adição de reticuladores, tanto a morfologia do filme quanto a condutividade iônico-eletrônica são impactadas negativamente, gerando filmes com desempenho inferior às amostras sem adição de agentes reticuladores. Neste trabalho, objetivamos analisar o comportamento dos filmes PEDOT:PSS misturados com diferentes agentes de reticulação, a saber, o 3-glicidiloxipropiltrimetoxissilano (GOPS), o 3-cloropropiltrimetoxissilano (Cloro), o 3-Trimetoxisilil-Propil-Metacrilato (Trime) e o Viniltrimetoxisilano (Vinil). A condutividade elétrica foi avaliada por meio de medidas de quatro pontas, revelando que o filme PEDOT: PSS reticulado com GOPS, reticulador tradicionamente utilizado em aplicações em bioeletrônica, apresenta a menor condutividade eletrônica – reduzindo a condutividade do PEDOT:PSS puro em mais de 40%. Já os demais agentes reticulantes, Cloro, Vinil e Trime, também apresentaram redução da condutividade, quando comparada ao do PEDOT:PSS puro, porém menor do que a do GOPS. Em relação ao desempenho de Transistores Eletroquímicos Orgânicos (OECTs), mostramos que os reticuladores Cloro e Vinil apresentam o maior desempenho entre os agentes analisados. Mostramos também que a capacitância volumétrica (C_*) dos filmes é pouco impactada pelos reticuladores. Nosso trabalho sugere que o uso de agentes de reticulação otimizados pode melhorar o desempenho dos dispositivos condutores iônico-eletrônicos mistos PEDOT:PSS.

The electrical conductivity of poly(3,4-ethylenedioxidethiophene) with polystyrenesulfonate( PEDOT: PSS) depends significantly on its morphology, microstructure and number of counter ions that balance the positive doping charges carried by the conjugated PEDOT chains. However, due to the high solubility of PSS-rich domains in water or other polar solvents, PEDOT:PSS films easily undergo dissolution when exposed to such solvents . In order to prevent such dissolution, crosslinking agents are normally added to the polymer solution, prior to film formation, to stabilize the solid-state film. As consequence of crosslink addition, both the film morphology and electronic/ionic conductivity are negatively impacted, generating films with lower performances when compared to crosslink-free samples. Here we aim to analyze the behavior of PEDOT:PSS films mixed with different crosslinking agents, namely the (3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane (GOPS), (3-Chloropropyl)trimethoxysilane (Cloro), 3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate (Trime), and Vinyltrimethoxysilane (Vinil) . The electrical conductivity was evaluated by means of four-probe measurement, revealing that the PEDOT: PSS film crosslinked with GOPS, a crosslinker traditionally used in bioelectronics applications, has the lowest electronic conductivity - reducing the conductivity of pure PEDOT: PSS by more than 40%. The other cross-linking agents, Cloro, Vinil and Trime, also showed reduced conductivity when compared to PEDOT: PSS, but far less than that of GOPS. Regarding the performance of Organic Electrochemical Transistors (OECTs), we show that the Cloro and Vinil crosslinkers present the highest performance among the analyzed agents. We also show that the volumetric capacitance (C_*) of the films is little impacted by the crosslinkers. Our work suggests that the use of more optimized crosslinking agents can improve the performance of PEDOT: PSS mixed ionic-electronic conductive devices.