Ref.: MCoMeim25-001
Apresentador: Fabrício Cerizza Tanaka
Autores (Instituição): Nascimento, D.W.(Universidade Estadual Paulista - Júlio de Mesquita Filho); de Moura, M.R.(Universidade Estadual Paulista); Malmonge, J.A.(Universidade Estadual Paulista); Aouada, F.A.(Universidade Estadual Paulista); Tanaka, F.C.(Univ Estadual Paulista);
Resumo:
A busca por novas formas de geração e armazenamento de energia eficiente, limpa e renovável é um desafio atual e relevante para a ciência e a engenharia de materiais. Uma das soluções promissoras é o desenvolvimento de novos dispositivos supercapacitores (SCs), que se caracterizam por ter alta potência, longa durabilidade e baixa emissão de poluentes em comparação as baterias. Para isso, é essencial o uso de materiais porosos, permeáveis e que apresentem propriedades elétricas adequadas. Neste sentido, uma nova classe de materiais são os hidrogéis poliméricos condutores (CPHs), que combinam polímeros condutores orgânicos e hidrogéis. Os CPHs são materiais flexíveis, expansíveis e eletroativos, que podem ser aplicados em diversas áreas além de novos SCs. Neste trabalho, são apresentados os resultados da síntese e caracterização de CPHs à base de poliacrilamida (PAAm), carboximetilceulose (CMC) e polianilina (PAni). O objetivo foi realizar análises espectroscópicas, térmicas e morfológicas de CPHs compostos de PAAm/CMC/PAni. Foi demonstrado que os CPHs, obtidos a partir da polimerização via radicalar livre seguida da polimerização interfacial, utilizando persulfato de amônio como iniciador (APS), apresentaram boa reprodutibilidade e valores de condutividade da ordem de 10-2 S/cm. O FTIR mostrou bandas características da PAni dopada em 1245 cm-1. No UV-Vis, as bandas, em 420nm, referentes aos polarons mostraram maior intensidade, justificando a alta condutividade. As análises morfológicas mostraram aglomerados de PAni nos poros na matriz. Os resultados também confirmaram a formação de microcristais dendríticos atribuídos ao crescimento fractal da PAni. A análise de difração de raios-X revelou a presença de PAni dopada na estrutura polimérica dos CPHs, com predominância de fase amorfa e picos característicos em 2?b= 23,10°; 32,94°; 40,40°; 46,98°; 52,92° e 58,46°, indicando planos cristalinos da PAni. A fração de cristalinidade variou de acordo com a relação APS/PAni. Esses valores estão correlacionados com os resultados de condutividade elétrica, morfologia, FTIR e UV-VIS, mostrando que estruturas mais organizadas favorecem a movimentação de cargas elétricas na estrutura dos materiais. Além disso, os CPHs demonstraram boa estabilidade térmica até temperaturas próximas a 100° C. Por fim, podemos destacar que os compósitos apresentaram boa estabilidade, reprodutibilidade e desempenho elétrico, indicando seu potencial aplicação em novos SCs.