ABSTRACT Persistently doped conjugated polymers are integral for energy storage, flexible electronics, and biosensors due to their unique ability to interact with both ionic and electronic currents. To maximise the performance of devices across these fields, research has focused on controlling material properties to optimise conductivities of both types of charge carriers. The challenge lies in improving ionic transport, which is typically the rate-limiting step in redox processes, without sacrificing electronic conductivity or desirable mechanical properties. Here we report on control of nanostructure in vapour deposited conducting polymer films and correlate changes in film structure with resulting electrochemical properties. Structural control is enabled by exploiting the growth of oxidant nanoaggregates during the reactive vapour deposition process. Relative to dense films, porous films exhibit faster response times in electrochemical testing. Scan rate analysis confirms a transition away from diffusion-limited charging kinetics and demonstrates the important role that porosity can play in ion transport through electroactive polymers. Advantageously, continuous polymer networks remain evident in nanostructured films, ensuring that high electronic conductivities are maintained along with high porosity. We find that such enhanced properties are retained even as polymer thickness increases ten-fold. The films reported herein may serve as robust electrodes in flexible electrochemical devices. Graphical Abstract

中文翻译：

---

气相沉积聚合物薄膜中氧化剂聚集体引起的孔隙率及其对电化学性能的相关影响

摘要 持久掺杂的共轭聚合物因其独特的与离子和电子电流相互作用的能力而成为储能、柔性电子和生物传感器不可或缺的一部分。为了最大限度地提高这些领域的设备性能，研究重点是控制材料特性以优化两种类型电荷载流子的电导率。挑战在于改善离子传输，这通常是氧化还原过程中的限速步骤，同时又不牺牲电子导电性或所需的机械性能。在这里，我们报告了气相沉积导电聚合物薄膜中纳米结构的控制，并将薄膜结构的变化与由此产生的电化学特性相关联。通过在反应气相沉积过程中利用氧化剂纳米聚集体的生长来实现结构控制。相对于致密薄膜，多孔薄膜在电化学测试中表现出更快的响应时间。扫描速率分析证实了从扩散限制充电动力学的转变，并证明了孔隙率在通过电活性聚合物的离子传输中可以发挥的重要作用。有利地，连续的聚合物网络在纳米结构薄膜中仍然很明显，确保保持高电子电导率和高孔隙率。我们发现，即使聚合物厚度增加 10 倍，这种增强的特性也能保留下来。本文报道的薄膜可用作柔性电化学装置中的坚固电极。图形概要 多孔薄膜在电化学测试中表现出更快的响应时间。扫描速率分析证实了从扩散限制充电动力学的转变，并证明了孔隙率在通过电活性聚合物的离子传输中可以发挥的重要作用。有利地，连续的聚合物网络在纳米结构薄膜中仍然很明显，确保保持高电子电导率和高孔隙率。我们发现，即使聚合物厚度增加 10 倍，这种增强的特性也能保留下来。本文报道的薄膜可用作柔性电化学装置中的坚固电极。图形概要 多孔薄膜在电化学测试中表现出更快的响应时间。扫描速率分析证实了从扩散限制充电动力学的转变，并证明了孔隙率在通过电活性聚合物的离子传输中可以发挥的重要作用。有利地，连续的聚合物网络在纳米结构薄膜中仍然很明显，确保保持高电子电导率和高孔隙率。我们发现，即使聚合物厚度增加 10 倍，这种增强的特性也能保留下来。本文报道的薄膜可用作柔性电化学装置中的坚固电极。图形概要 扫描速率分析证实了从扩散限制充电动力学的转变，并证明了孔隙率在通过电活性聚合物的离子传输中可以发挥的重要作用。有利地，连续的聚合物网络在纳米结构薄膜中仍然很明显，确保保持高电子电导率和高孔隙率。我们发现，即使聚合物厚度增加 10 倍，这种增强的特性也能保留下来。本文报道的薄膜可用作柔性电化学装置中的坚固电极。图形概要 扫描速率分析证实了从扩散限制充电动力学的转变，并证明了孔隙率在通过电活性聚合物的离子传输中可以发挥的重要作用。有利地，连续的聚合物网络在纳米结构薄膜中仍然很明显，确保保持高电子电导率和高孔隙率。我们发现，即使聚合物厚度增加 10 倍，这种增强的特性也能保留下来。本文报道的薄膜可用作柔性电化学装置中的坚固电极。图形概要 我们发现，即使聚合物厚度增加 10 倍，这种增强的特性也能保留下来。本文报道的薄膜可用作柔性电化学装置中的坚固电极。图形概要 我们发现，即使聚合物厚度增加 10 倍，这种增强的特性也能保留下来。本文报道的薄膜可用作柔性电化学装置中的坚固电极。图形概要