SÍNTESIS DE MATERIALES COMPUESTOS BASADOS EN POLÍMEROS CONDUCTORES Y NANOPARTÍCULAS MAGNÉTICAS

PACIARONI, GABRIEL; ACHA, CARLOS; ANTONEL, P. SOLEDAD

El Calafate

Congreso; ? XXIII CONGRESO ARGENTINO DE FISICOQUÍMICA Y QUÍMICA INORGÁNICA; 2023

UNPA

Introducción: Los materiales híbridos formados por nanopartículas (NPs) inorgánicas embebidas en una matriz de polímero conductor resultan de interés debido a la posibilidad de combinar y mejorar las propiedades (mecánicas, magnéticas, termoeléctricas) de los materiales precursores. Estos compositos poseen variedad de aplicaciones en sensores, blindajes eléctricos y magnéticos, entre otras [1].En este trabajo se prepararon, mediante síntesis química, compositos basados en NPs de CoFe2O4 y diferentes polímeros conductores: polietilendioxitiofeno (PEDOT), polianilina (PANI) y polipirrol (PPy). Las NPs fueron sintetizadas por coprecipitación en medio alcalino y, para la preparación de los compositos, se empleó ácido dodecilbencensulfónico (DBSA), quien actúa como agente protector de las NPs y como medio ácido necesario para la polimerización. Los materiales fueron caracterizados mediante microscopía electrónica, DRX, medidas de magnetización y de conductividad eléctrica, con el objetivo de estudiar la influencia de las distintas variables de síntesis en las propiedades finales obtenidas.Resultados: Se compararon, por un lado, materiales compuestos sintetizados con distintos polímeros conductores, variando el agente oxidante (persulfato de amonio o FeCl3) y el tiempo de síntesis. Las mediciones de DRX muestran el patrón de difracción de CoFe2O4, con tamaños de cristalita similares a las NPs puras (14 nm), indicando que las mismas se mantienen intactas durante la síntesis de los compositos. Además, estas mediciones sugieren que los materiales tienen un alto contenido de NPs. Comparando sus medidas de magnetización con las de las NPs puras, se estimó la proporción de material magnético en los mismos. Por otro lado, para los compositos basados en PEDOT, se estudió la influencia de la concentración de reactivos empleada en la síntesis en la magnetización y conductividad eléctrica obtenidas. Se obtuvo, por ejemplo, que emplear concentraciones 0,1 M de EDOT y DBSA resulta en una magnetización máxima de 37 % respecto de las NPs puras, valor que aumenta a 78% al reducir dichas concentraciones a un tercio. Esto indica que una mayor concentración de monómero da lugar a un material con mayor proporción de polímero.Compositos basados en PEDOT, PANI y PPy resultaron tener conductividades de 2x10-3, 7x10-4 y 2 S/cm, respectivamente, las cuales disminuyeron tanto al reducir la concentración de DBSA, como tras tratar los compositos con NaOH. Esto sugiere que el dopaje de los polímeros afecta la conducción eléctrica de estos materiales.Conclusiones: Los parámetros involucrados en la síntesis de estos materiales juegan un rol importante en las propiedades finales obtenidas. En particular, al variar la identidad del polímero y la concentración de reactivos es posible sintonizar la composición, las propiedades magnéticas y la conductividad eléctrica. Los resultados obtenidos hasta el momento motivan el estudio de la respuesta eléctrica frente a estímulos externos, como por ejemplo campos magnéticos o presiones variables.Referencias: [1] Iqbal, S., Ahmad, S., J. Ind. Eng. Chem., 2018, 60, 53-84.