Síntesis de redes interpenetradas de hidrogeles inteligentes y materiales conductores orgánicos

RIVAROLA C.R; MOLINA M.A.; ACEVEDO D.F.; BARBERO C.A.

Mar del Plata

Congreso; XV Simposio Nacional de Química Orgánica; 2005

Los hidrogeles inteligentes son polímeros entrecruzados que retienen una gran proporción de solución, y cuya estructura secundaria cambia por estímulo del medio ambiente externo (pH, temperatura, fuerza iónica, radiación electromagnética). Es posible transformar la respuesta a estos estímulos modificando los hidrogeles de dos formas diferentes i) copolimerizando distintos monómeros o ii) interpenetrándolos con otros polímeros por ejemplo polímeros conductores. Estos, son polímeros orgánicos conjugados que presentan conductividad electrónica debido a la deslocalización de la carga, y que responden frente a estímulos del medio (potencial redox, campo eléctrico, radiación electromagnética, pH, fuerza iónica). Además, presentan propiedades mensurables, tales como conductividad, electroactividad, absorción óptica, que pueden ser usadas para medir los cambios estructurales en el hidrogel. En la presente comunicación se describe la síntesis de redes interpenetradas de polianilina (PANI) e hidrogeles basados en poliacrilamidas. Estos últimos compuestos se caracterizan usando espectroscopía infrarroja. Las poliacrilamidas se sintetizan por polimerización radicalaria iniciada por vía térmica o fotoquímica. Para la síntesis fotoquímica, se usa un compuesto que absorbe luz visible, N,N-tris bipiridilo Rutenio II, y analizando la respuesta fotoquímica de este iniciador es posible estudiar las características estructurales de los polímeros. Se sintetizan homopolimeros y copolimeros de acrilamida (AAm), N-isopropilacrilamida (NIPAM), ácido acrílico (AA) y ácido acrilamidopropanosulfonico (AMPS). Como agente de entrecruzamiento se usa diacrilamida (BIS). De esta manera pueden producirse hidrogeles sensibles a la temperatura (NIPMA), pH (AA), fuerza iónica (AMPS) o combinación de estos factores. Los hidrogeles se interpenetran con PANI por polimerización in-situ química o electroquímica. Las propiedades de las redes interpenetradas se prueban por microscopia óptica y técnicas electroquímicas. La absorción óptica y de radiación del polímero conductor se usa para depositar energía dentro de los hidrogeles. Por otro lado, se mide el efecto de los cambios de volumen en el hidrogel sobre la electroactividad y/o conductividad del polímero conductor. Se concluye que sintetizando copolímeros o realizando la interpenetración del hidrogel es posible modificar la respuesta de los hidrogeles inteligentes (ej. homopolímeros) frente a los estímulos externos. Según el hidrogel sintetizado se observan cambios en el volumen provocados por variaciones en el pH o la temperatura del medio externo. Utilizando la técnica de anisotropía de fluorescencia y tiempos de vida es posible describir la conformación espacial del hidrogel. La respuesta electroquímica del polímero conductor interpenetrado en el hidrogel se ve modificada respecto a la observada por el PANI depositado en el electrodo.