Eletrodos combinados e flexíveis de grafite com híbridos de derivados de grafeno e poli(o-etoxianilina). - Carnaúba, José Hérelis Simão [UNIFESP] (2023)
O desenvolvimento de novos eletrodos, visando diferentes aplicações, é uma das inúmeras possibilidades de uso para o grafeno e seus derivados, tais como, o óxido de grafeno (GO) e o óxido de grafeno reduzido (rGO). Os polímeros condutores (CPs) também têm sido utilizados no desenvolvimento de eletrodos para diversas aplicações. Mais recentemente, a sinergia entre os híbridos de grafeno e CPs tem sido objeto de estudos em um grande número de publicações científicas, especialmente, em aplicações como dispositivos eletroquímicos como supercapacitores, sensores eletroanalíticos, células solares e sistemas de armazenamento de cargas. Nesse trabalho foram produzidos e caracterizados eletrodos de circuito impresso (SPE) flexível, baseados em resina alquídica e grafite e modificados com o polímero condutor poli(o-etoxianilina) POEA, bem como seus respectivos híbridos com GO e rGO. O GO foi produzido a partir da exfoliação química do grafite em solução pelo método de Hummers modificado e o rGO foi obtido a partir da redução do GO com ácido L-ascórbico (L-AA). Tanto a POEA quanto seus híbridos foram sintetizados a partir do monômero o-etoxianilina pelos métodos de polimerização química e de eletropolimerização. Os SPEs modificados foram caracterizados por FT-IR, microscopia eletrônica de varredura (SEM, do inglês “Scanning Electron Microscopy”), voltametria cíclica (CV) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). Os voltamogramas dos SPEs modificados, com POEA ou com os híbridos de POEA com derivados de grafeno, mostraram picos redox característicos da POEA. Os resultados de EIS mostraram uma redução significativa da resistência de transferência de carga (Rct) para o processo de oxirredução da POEA em meio ácido (HCl 1,0 mol L-1), devido a incorporação de GO e rGO para os híbridos de POEA-GO e POEA-rGO, respectivamente, com 2,5 % em massa em relação à tinta condutora (47,5% de grafite e 50% de resina alquídica e 2,5 % material modificador). Os SPEs modificados com os híbridos eletropolimerizado também tiveram os valores de Rct menores do que os SPEs modificados eletroquimicamente apenas com a POEA. Contudo, a presença de rGO mesmo em proporção muito baixa (aproximadamente 0,17% em relação à tinta) proporcionou uma diminuição de até 3x do valor de Rct, em relação à contraparte modificada apenas com POEA. Desta forma, acredita-se que o sinergismo de propriedades dos derivados de grafeno com a POEA se mostrou mais vantajoso na produção das tintas.