Generació amb condicions estàtiques i dinàmiques de films de polímers conductors. Efecte en la electroactivitat i morfologia superficial

Abstract

Poli(3,4-etilendioxitiofè) (PEDOT) i poli(N-metilpirrol) (PNMPy) homopolímers i sistemes tricapa formats per capes alternes d'aquests dos polímers conductors han estat sintetitzats electroquímicament per oxidació anòdica sobre elèctrodes d’acer inoxidable, utilitzant baixes concentracions dels monòmers corresponents i amb agitació de la solució de generació mitjançant una barra magnètica a una velocitat d'agitació de 400 rpm. Aquestes condicions dinàmiques permeten assolir una mínima generació de residus i treballar en medis més econòmics. S'ha examinat la influència d'aquestes condicions dinàmiques controlades tant en el comportament electroquímic com en la morfologia superficial. Els resultats indiquen que l'augment en la velocitat de transport de reactants afavoreix lleugerament la generació de més pes de polímer a igual càrrega consumida. La major velocitat de transport combinada amb la major productivitat del corrent fa que el gruix dels materials preparats amb agitació augmenti considerablement respecte als obtinguts a partir de solucions en repòs. Així les capes generades a temps curts (30 s) passen d’aproximadament 100 nm en condicions estàtiques a estar al voltant de 500 nm en condicions dinàmiques, mentre les capes generades a temps llargs (300 s) augmenten d’entre ~400 i 600 nm en el medi en repòs a ~1 a 4 μm en el medi agitat. A més, la porositat de les pel·lícules de PNMPy i de PEDOT també augmenta amb agitació. Així les solucions estàtiques produeixen una morfologia compacta i cavernosa, respectivament d’aquells materials, mentre el PNMPy i el PEDOT obtinguts de solucions agitades són globulars i esponjoses. Finalment, s'ha trobat que la electroactivitat i l'estabilitat electroquímica dels materials obtinguts a partir de solucions agitades són significativament més grans que les dels polímers preparats utilitzant solucions estàtiques.