Caracterização da polianilina dopada com ácido fluorsilisilico H2SiF6

• Ano de defesa: 1996
• Autor(a) principal: Júnior, Braz Bello
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: ácido fluorsilisílico; chemical doping; conducting polymers; dopagem química; fluorosilicic acid; polianilina; polímeros condutores; polyaniline
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75131/tde-19122025-135943/

Nesta tese apresentamos a caracterização da polianilina (PANI) dopada com o ácido fluorsilisílico (H2SiF6), polímero orgânico conjugado que torna-se condutor de eletricidade quando dopado com agentes químicos. A PANI, obtida na forma de pó através de síntese química, é solubilizada em N-metil pirrolidona e processada na forma de filmes (casting) de espessuras variáveis (entre 5 e 35 µm). Os filmes são dopados com ácido fluorsilisílico (H2SiF6) em diferentes concentrações, temperaturas e tempos de exposição do dopante. Estudos da condutividade DC (σDC) mostraram que os filmes dopados podem alcançar níveis de condução metálicos, com o valor máximo alcançando 500 S/cm, com os níveis de condução sendo diretamente proporcionais ao tempo de exposição, concentração e temperatura do dopante e inversamente proporcionais à espessura dos filmes. Estudos da opc em função da temperatura (entre 5 e 300 K) demonstraram que o mecanismo de condução, à baixa temperatura, é governado pelos saltos de portadores entre estados tridimensionais localizados (hopping). Estudos da condutividade AC (σAC) demonstraram que, à temperatura ambiente, o processo de transporte de cargas é do tipo metálico tridimensional (por bandas). Para junções metal/PANI dopada/ouro, quando o metal é ouro as barreiras possuem caráter ôhmico e quando é alumínio apresentam efeitos de retificação (barreira Schottky). Analisando conjuntamente os valores da condutividade, observamos que ela é anisotrópica, ou seja, a condutividade no plano é cerca de quatro ordens de grandeza maior que a paralela ao plano do filme. Micrografias obtidas por microscopia eletrônica de varredura denotam uma superfície homogênea para filmes da PANI pura mas, com a dopagem, formam-se agregados do dopante aleatoriamente distribuídos nas superfícies. Os resultados de infravermelho demonstraram que a PANI é obtida na forma de base esmeraldina e, quando dopada, toma a forma do sal esmeraldino. As absorções no ultravioleta-visível demonstram que a PANI pura possui um estado de absorção ótica em 1,94 eV no interior do gap de energia (3,74 eV), provocados por transições de anéis benzenóides para quinóides e vice-versa. Com a dopagem, desaparece esse estado e são criados dois novos estados polarônicos, localizados em ~0,9 e ~1,5 eV. Os desvios nas localizações das bandas com o aumento da concentração do dopante podem ser compreendidos através de modelo teórico baseado no método de contagem de fatores negativos utilizando uma hamiltoniana tight-binding para uma cadeia desordenada. As análises através de ressonância paramagnética eletrônica indicam uma dinâmica de portadores complexa, oscilando entre regiões metálicas tridimensionais e regiões amorfas unidimensionais.