Fabricação e caracterização de filmes Langmuir e Langmuir-Blodgett de derivados do politiofeno

Abstract

Os politiofenos apresentam algumas vantagens em relação aos demais polímeros conjugados como, por exemplo, a facilidade de síntese química e a relativa facilidade de funcionalização de suas cadeias laterais. A maioria dos derivados do politiofeno são insolúveis em água, o que torna possível o processamento desses na forma de filmes ultrafinos pelas técnicas de Langmuir-Blodgett (LB) ou de Langmuir-Schaefer, gerando filmes nanoestruturados e com espessura controlada. Dentro deste contexto, este trabalho teve como objetivo preparar e investigar a utilização de derivados do politiofeno no preparo de filmes ultrafinos pelo método de Langmuir-Blodgett. A idéia principal foi obter informações em nível molecular dos filmes Langmuir e Langmuir-Blodgett de derivados do politiofeno, uma vez que as estruturas e possíveis arranjos ainda não são bem conhecidos. Neste trabalho, portanto, foi estudada a influência da regioregulariedade (head-to-tail, % HT) para quatro diferentes derivados do politiofeno, que são: o poli(3-butiltiofeno) (50 e 85% de HT), o poli(3-hexiltiofeno) (67 e 99 % de HT), o poli(3-octiltiofeno) (50, 75 e 99 % de HT) e o poli(3-dodeciltiofeno) (50 e 67 % de HT). Os polímeros foram solubilizados em dois tipos de solventes orgânicos, que são o clorofórmio e o tetrahidrofurano . Estes materiais formaram filmes de Langmuir estáveis sobre a interface ar/água e foram transferidos para substratos sólidos através da técnica LB. Os filmes Langmuir foram caracterizados através de isotermas (Pressão vs. Área) e medidas de Microscopia Angulo de Brewster. Os filmes LB, que foram transferidos para substratos de vidro e eletrodos interdigitados, foram caracterizados por medidas de absorção UV-vis, anisotropia óptica, Microscopia de Força Atômica e medidas elétricas em corrente contínua

The polythiophenes have some advantages compared to other conjugates polymers, for example, easy syntheses and the relative easy of chemical functionalization of their side chain. Many polythiophene derivatives are insoluble in water that makes it possible to process these polymers in form of films by techniques of Langmuir-Blodgett (LB) or Langmuir-Schaefer, and generating nanostructures films with controlled thickness. So, this work have purpose to prepare and to investigate the use of polythiophene derivatives in the preparation of ultrathin films by LB method. The main idea is to obtain information on the molecular level of Langmuir and LB fims of polythiophene derivatives, since the possible arrangements and structures are not yet well known. In this work, we have studied the influence of regioregulariedade ( head-to-tail, HT%) for four different polythiophene derivatives, which are: poly(3- butylthiophene) (50% and 85% for HT), poly(3-hexylthiophene) (67% and 99% for HT), poly(3-octylthiophene) (50%, 75% and 99% for HT) and poly(3-dodecylthiophene) (50% and 67% for HT). All polymers were solubilized on two types of organic solvents, which are chloroform and tetrahydrofurn. Stable monolayers of these materials were formed at the air/water interface and were transferred to solid substrates by LB technique. The Langmuir films were characterized by pressure-area isotherms and BAM (Brewster Angle Microscopy). LB films were characterized by UV-vis absorption measurements, optical anisotropy, Atomic Force Microscopy and direct current electrical measurements