SEMICONDUTORES E CONDUTORES
Polianilina (PANI)
Aplicações: dissipação de cargas estáticas, blindagem eletromagnética [11], dispositivos eletrônicos, tintas anticorrosivas e sensores mecânicos [6]. Pode cumprir bem a função de fiação entre dispositivos eletrônicos [8]. Diodos emissores de luz, filmes para dissipação de carga estática, substituição de soldas metálicas, material catódico em baterias recarregáveis, janelas eletrocrômicas, capacitores, dispositivos fotoeletroquímicos, foto galvânicos e fotovoltaicos [11].
Características:
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facilidade de polimerização [3, 5,12];
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boa estabilidade térmica [4, 5, 6,12];
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boas propriedades elétricas [4];
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facilmente transformada na forma condutora a partir da protonação com ácidos fortes [5];
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alto rendimento [7];
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um material quebradiço com baixas propriedades mecânicas [5];
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valores inferiores de tensão máxima e energia para o rompimento [5];
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facilidade de síntese [5,6,7] e dopagem [5,6];
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baixa resistência mecânica [6];
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dificuldade de processamento [6];
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valores elevados de condutividade [5];
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propriedades eletrocrômicas [5];
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propriedades de troca iônica [5];
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grande estabilidade quando exposta ao ambiente [5];
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obtida a partir de um monômero de baixo custo [3, 5, 7,12];
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é azul no estado oxidado e amarelo no estado reduzido [8];
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baixa solubilidade em solventes orgânicos [9];
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exibe diferentes colorações quando se variam as condições de pH ou o potencial elétrico [7].
Estrutura Química:
Síntese:
Existem diversos métodos para sinterizar polianilinas, como polimerização quimica, eletroquímica, fotoinduzida e catalisada por enzimas, no entanto, os dois primeiros métodos são os mais utilizados.
Utilizando-se um agente oxidante químico apropriado, a polianilina pode ser sintetizada quimicamente na forma de pó ou então, na forma de filmes finos pela oxidação eletroquímica do monômero sobre eletrodos de diferentes materiais inertes.
A síntese eletroquímica é realizada em meio ácido contendo altas concentrações de anilina e pode ser feita mediante um potencial estático, ou por voltametria cíclica. Este método possui a vantagem de não necessitar de agente oxidante ou iniciador e, além disto, permite a formação de filmes finos com um polímero com maior grau de pureza.
A síntese química também ocorre em meio ácido sob ação de um agente oxidante, ocorrendo precipitação do polímero na forma de um pó verde, dopado com o ácido utilizado na síntese. Estes métodos têm a grande vantagem de produzir um polímero de alto peso molecular e em grande quantidades.
Uma grande variedade de agentes oxidantes e ácidos dopantes podem ser utilizados (MnO2, H2O2, K2Cr2O7, KClO3), sendo os sistemas mais comuns compostos de persulfato de amônio ou cloreto férrico como agentes oxidantes e soluções de ácidos inorgânicos (HCl, H2SO4, HClO4) como dopantes. O grupo funcional presente no ácido dopante (inorgânico, orgânico ou poliácido), tem grande influência sobre solubilidade, dispersão, condutividade elétrica, etc. da polianilina sintetizada [10].
A polianilina torna-se condutora quando estados moderadamente oxidados (em particular a base esmeraldina) são protonados e portadores de carga são gerados. É este processo, geralmente chamado de dopagem por protonação, que faz das polianilinas uma classe singular dentre polímeros condutores [1].
Referências:
