Síntesis y caracterización de compositos de nanopartículas magnéticas y poli(etilendioxitiofeno)

GABRIELA HORWITZ; MATÍAS LANÚS MENDEZ ELIZALDE; GUILLERMO A. JORGE; FERNANDO V. MOLINA; P. SOLEDAD ANTONEL

Rosario

Congreso; XVIII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2013

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

Introducción: La combinación de polímeros conductores con nanoestructuras magnéticas da lugar a materiales que poseen tanto susceptibilidades magnéticas altas como alta conductividad eléctrica1,2. De esta manera, estos compositos presentan posibles aplicaciones tecnológicas, sobre todo en el campo de sensores y actuadores. Objetivos: Sintetizar y caracterizar nanopartículas de CoFe2O4 (ferromagnéticas) y Fe3O4 (superparamagnéticas). Preparar compositos de dichas nanopartículas y poli-etilendioxitiofeno (PEDOT) (polímero conductor), de manera de obtener materiales que conserven las propiedades de ambos componentes. Caracterizar los materiales. Resultados: Los compositos fueron preparados por polimerización del monómero EDOT en presencia de una dispersión de nanopartículas magnéticas. Se utilizó ácido dodecil-bencensulfónico (DBSA) como medio ácido y agente protector de las nanopartículas del medio de reacción. Se obtuvieron distintos compositos, variando la relación molar monómero : nanopartícula. En primer lugar se observó que la presencia de nanopartículas provoca un efecto catalizador en la polimerización de EDOT, obteniéndose rendimientos de reacción notablemente mayores, en comparación a la polimerización en ausencia de nanopartículas. A partir de la caracterización por SEM (Scanning Electron Microscopy) se encontró que las nanopartículas se mantuvieron intactas durante la polimerización, por lo que se deduce que el DBSA las protegió de forma exitosa. Por otro lado, a partir de las medidas de magnetización se encontró, para los compositos con CoFe2O4, que la magnetización de saturación (Ms) disminuye conforme aumenta la cantidad de PEDOT, dado que el mismo es esencialmente no magnético. Asimismo, se pudo ver que la relación de remanencia (Mr/Ms) aumenta al incrementar la proporción de polímero en el composito, lo cual sugiere la presencia de interacciones entre las nanopartículas y el polímero conductor. A partir del análisis por espectroscopía infrarroja (FTIR) se encontró el corrimiento de ciertos picos, hecho que también está de acuerdo con la presencia de interacciones entre ambos componentes. Por último, la conductividad eléctrica de los materiales sintetizados depende fuertemente de la relación monómero : nanopartícula, siendo aislantes para bajas proporciones de polímero, hasta conductores (en el régimen metálico) a medida que aumenta la cantidad de polímero en el composito. Conclusiones: Se obtuvieron y caracterizaron compositos con propiedades magnéticas y conductoras. Fue posible modular dichas propiedades por variación de la relación monómero : nanopartícula durante la preparación de dichos compositos. Referencias bibliográficas 1. K. R. Reddy, W. Park, B. C. Sin, J. Noh, Y. Lee, J. Colloid and Interface Science 335 (2009) 34-39. 2. G. D. Prasanna, H. S. Jayanna, A. R. Lamani, S. Dash, Synthetic Metals 161 (2011) 2306-2311.