Szczotki polimerowe jako nanostrukturalne materiały charakteryzujące się kowalencyjnym związaniem z podłożem, uporządkowaną strukturą i wysoką gęstością szczepienia, znajdują zastosowanie w coraz szerszych obszarach nauki, takich jak biomedycyna czy biotechnologia. Wykorzystywane są jako nośniki do kontrolowanego dostarczania leków, powierzchnie do hodowli komórek czy czujniki wilgotności. Wachlarz możliwości jaki oferują poszerza się w przypadku nanoszczotek przewodzących, zbudowanych m.in. z poliacetylenu czy politiofenu. Odpowiednie zdomieszkowanie takich struktur, pozwala bowiem na uzyskanie wysokich przewodnictw elektrycznych i zastosowanie w ogniwach słonecznych czy diodach LED. Niezwykle interesującą grupą należącą do rodziny tych nanomateriałów są mieszane szczotki polimerowe – układy, które zawierają na podłożu więcej niż jeden rodzaj makrocząsteczek. Odpowiednio dobierając współkomponenty, można bowiem uzyskać wzmocnienie pożądanych właściwości w porównaniu do izolowanych struktur. W niniejszej pracy dyplomowej zaprezentowano skuteczną metodę otrzymywania binarnych szczotek polimerowych na bazie poli(3,4-propyleno-1,4-dioksytiofenu) z anionowym polistyrenosulfonianem sodu. Korzyści w potencjalnej poprawie transportu ładunku poprzez wykorzystanie heteropolimerowej uporządkowanej i silnie związanej z podłożem warstwy przewodzącej dają nadzieję na zastosowanie tego materiału m. in. w układach fotowoltaicznych, tak ważnych obecnie ze względu na stale rosnące zapotrzebowanie energetyczne na świecie.W toku badań zoptymalizowano preparatykę powierzchni stosowanych jako podłoża do wzrostu polimeru. Zademonstrowano czteroetapową procedurę tworzenia binarnych nanoszczotek, co stanowiło zasadniczy cel prowadzonych badań. Wykazano, że układy binarne mogą zostać otrzymane poprzez wytworzenie odpowiednio rozcieńczonej homopolimerowej struktury szczotki PProDOT-MM na powierzchni przewodzącego substratu (ITO), by kolejno po uprzednim zabezpieczeniu grup końcowych rodnikiem 4- hydroksy-TEMPO, w wygenerowane wolne obszary naszczepić drugi rodzaj inicjatora i przeprowadzić inicjowaną światłem UV polimeryzację SSNa. Końcowy etap, który udało się wstępnie zoptymalizować dla szczotek homopolimerowych, obejmuje wytworzenie układów drabinkowych poprzez sprzęganie pierścieni tiofenowych w macierzystych szczotkach PProDOT-MM. Dalsze badania prowadzone w Zespole Nanotechnologii Polimerów i Biomateriałów pozwolą na pełną syntezę przewodzących szczotek binarnych i analizę właściwości przewodzących, które oferują.

Polymer brushes are nanostructured materials covalently attached to the substrate and characterized by ordered structure and high grafting density. They find applications in various areas of science such as biomedicine and biotechnology. They are used as carriers for controlled drug delivery, surfaces for cell culture or humidity sensors. The range of possibilities they offer is extended in the case of conductive nanobrushes composed of conjugated polymers, such as polyacetylene or polythiophene. Appropriate doping of such structures allows to obtain high electrical conductivity and use them in solar cells or LEDs. An extremely interesting group belonging to the family of these nanomaterials are mixed polymer brushes - structures that contain more than one type of macromolecules on the substrate. Suitable selection of co-components can achieve an enhancement of desired properties in comparison to isolated structures. This thesis presents an efficient method to prepare binary polymer brushes based on poly(3,4-propylene-1,4-dioxytiophene) and anionic sodium polystyrenesulfonate. The expected potential improvement of charge transport through this ordered heteropolymer structure strongly bonded to the substrate give rise to the application of this material i. a. in photovoltaic systems, so important nowadays due to the constantly increasing energy demand worldwide. In the course of the research, the preparation of surfaces used as substrates for polymer growth was optimized. A four-step procedure for the synthesis of binary nanobrushes was demonstrated, which was the primary objective of the work. It has been shown that binary systems can be obtained by producing suitably degrafted homopolymeric PProDOT-MM brushes on the surface of conductive substrate (ITO) followed by protecting the end groups with 4-hydroxy-TEMPO, grafting of a second type of initiator onto the generated free spaces and carry out UV-initiated SSNa polymerization. The final step, initially optimized for homopolymer brushes, involves the formation of ladder-like systems by coupling pendant thiophene groups in the parent PProDOT-MM brushes. Further research in the Nanotechnology of Polymers and Biomaterials Group will allow for the full synthesis of conductive binary brushes and analysis of their conductive properties.