Estudo e caracterização de filmes nanoestrurados de derivados de poli-fulerenos

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Roncaselli, Lucas Kaique Martins
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: PCBM; Poli-fulerenos; Filmes de Langmuir; Aceitadores de elétrons; Células solares orgânicas; Poly(fullerene); Langmuir films; Electron acceptors; Organic solar cells
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/210978

Esse trabalho teve como objetivo a fabricação e caracterização de filmes ultrafinos de [6,6] - fenil-C 61 -ácido butírico-metil éster (PCBM) e de poli(fulerenos). A utilização de fulerenos em diversas aplicações tecnológicas tem sido amplamente estudada devido às suas características excepcionais de coletar elétrons. Neste trabalho, foram utilizados e estudados derivados de poli- fulerenos, sendo que estes apresentam vantagem em relação aos fulerenos C 60 , devido ao fato de que algumas aplicações destes materiais têm sido difíceis de explorar devido à sua natureza hidrofóbica, à dificuldade de reproduzir sua estrutura química de forma controlada, e a forte tendência do C 60 de formar dímeros e agregados de uma maneira descontrolada. Uma tentativa de solucionar estes problemas, é a incorporação de polímeros ao fulereno. Uma abordagem mais consistente é necessária para incorporar o fulereno em polímeros para desenvolver estruturas em que o fulereno se arranje em estruturas de nano e meso-escala com tamanhos controlados, para compreender e amplificar as propriedades do fulereno para aplicações tecnológicas. Dentro deste contexto, neste projeto foram fabricados e caracterizados, na forma de filmes de Langmuir, derivados de poli(fulerenos). A formação dos filmes Langmuir foi estudada através de isotermas de pressão e de microscopia de ângulo de Brewster (BAM), onde foram analisadas informações sobre a homogeneidade, comportamento da fase e morfologia do filme. Além disso, os filmes finos fabricados foram caracterizados através de medidas espectroscópicas de absorção no UV-visível, de microscopia AFM, Raman e Voltametria Cíclica. Essas caracterizações forneceram informações sobre a qualidade, uniformidade e morfologia dos filmes. Os filmes em substratos interdigitados de ouro foram, então,caracterizados eletricamente (medidas DC) dando ênfase no estudo dos mecanismos de transporte e condutividade. Pretendeu-se, como aplicação tecnológica, utilizar esses materiais como elementos (aceitadores de elétrons) de células solares orgânicas. Para isto, foi utilizado um material doador de elétrons bem conhecido pela literatura na fabricação de células solares orgânicas, o poli(3-hexiltiofeno) (P3HT). Foi possível evidenciar a influência do P3HT nos filmes produzidos, pelo considerável aumento de suas condutividades.