Síntese e caracterização de nanocompósitos baseados em polianilina e nanocelulose para aplicação em eletrodos flexíveis

Abstract

O crescente controle sobre a geração de resíduos tem chamado atenção sobre a celulose por ser um material renovável, este a qual descobrir-se novas propriedades com o avanço da nanociência como a nanocelulose. Na procura de novas aplicações para a nanocelulose a polianilina destaca-se por atrelar propriedades condutoras a nanocelulose como um dos polímeros condutores mais baratos de se fabricar, e a facilidade de interação com a nanocelulose por ligações de hidrogênio. O presente trabalho sintetizou nanocompósitos de polianilina e nanocelulose pelo método de síntese in situ, utilizando nanocelulose industrial e anilina, com persulfato de amônio em ácido clorídrico e cloreto de sódio a temperaturas abaixo de 0°C sobre dispersão de ultrassom. Obteve-se nanocompósitos sobre diferentes concentrações de nanocelulose que foram submetidos a análises de micrografia de eletrônica de varredura, difração de raios x, condutividade e visual. Os nanocompósitos sintetizados apresentaram mais propriedades semelhantes à da nanocelulose à medida que a concentração da nanocelulose foi maior, como flexibilidade e resistência mecânica. O nanocompósito com concentrações de 8:1 em relação de massa de polianilina sobre a nanocelulose possibilitou deformações sem o rompimento do material enquanto úmido. Enquanto seco demonstrou propriedades mais característicos de materiais cristalinos em comparação a quando úmida como foi possível interpretar no gráfico de difração de raios x para nanocelulose seca e úmida. Os nanocompósitos apresentaram menor cristalinidade que seus materiais originais. Análise de microscopia eletrônica de varredura dos nanocompósitos, apresentou imagens de fibras de nanocelulose com um bom revestimento da polianilina. A caracterização elétrica pelo método de ponte kelvin apresentou condutividade na ordem de 10-3 S.cm 1 a 10-2 S.cm-1 , para as amostras obtidas. Os dados demonstram que o método utilizado apresenta sucesso no revestimento da nanocelulose com a polianilina. Os nanocompósitos obtidos possibilitam aplicações como materiais que conduzem elétrons, viabilizando como uma aplicação do uso da nanocelulose industrial como material condutor. Embora a condutividade obtida seja menor ao esperado o método utilizado pode ser aperfeiçoado para a melhoria da condutividade dos nanocompósitos.