Preparação e caraterização de compósitos híbridos multifuncionais de polianilina/YVO₄ dopado com Terras raras

Abstract

Buscando atender um anseio contemporâneo por novos materiais com características multifuncionais, apresentamos neste trabalho, o desenvolvimento de dois compósitos híbridos, orgânico/inorgânico, baseados em polianilina e ortovanadato de ítrio (YVO₄) co-dopado com Érbio e Itérbio trivalentes. Ambos, com propriedades elétrica e ótica, sensíveis à vapores de HCl e NH₃. Empregamos as técnicas de polimerização micelar e por emulsão para síntese da polianilina utilizada em cada compósito respectivamente. Para caracterização dos compósitos empregamos as técnicas de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FTIR), Difração de Raios X (DRX), Espectroscopia de impedância, Espectroscopia de fotoluminescência, Imagens termográficas e Curva de corrente vs tensão elétrica. O primeiro compósito consiste de nanofibras processadas com álcool polivinílico (PVA) através da técnica de eletrofiação. Medimos a variação da impedância desse material quando exposto ao vapor de HCl e registramos uma diminuição significativa no seu valor. Também registramos um forte aumento da luminescência do compósito quando irradiado com laser de 980 nm durante a exposição ao mesmo vapor. Verificamos ainda que durante luminescência, o material alcança elevada temperatura, próxima de 100°C, sem sofrer alterações em suas características físicas macroscópicas. O segundo compósito consiste de uma membrana de Poliestireno recoberta com polianilina oxidada pelo ortovanadato de ítrio. Através das medidas elétricas do material confirmamos sua característica de condutor ôhmico. Medimos seu comportamento ôhmico quando exposto ao vapor de NH₃ e registramos uma acentuada elevação no valor da resistência. Da mesma forma medimos a luminescência do material quando exposto ao mesmo vapor e registramos uma diminuição significativa da intensidade. Confirmamos que tanto o comportamento elétrico quanto ótico, observados nos 2 compósitos, são reversíveis, uma vez que as medidas foram realizadas em ciclos sucessivos de adsorção/dessorção do gás. A pesquisa aponta para possíveis aplicações na área de sensoriamento, como também abre caminho para investigações em outras áreas de aplicação tais como remediação de sistemas aquosos e esterilização de microrganismos patogênicos.