Materiales nanoestructurados basados en polianilina, nanotubos de carbono y grafeno

Resumen

En esta tesis se han sintetizado, caracterizado y procesado materiales compuestos de un polímero conductor (polianilina) con dos materiales carbonosos nanoestructurados: nanotubos de carbono y grafeno. En ambos casos se empleó la polimerización in situ de anilina con éxito para producir composites con una morfología controlada a escala nanométrica, los cuales además presentan una combinación de las interesantes propiedades intrínsecas de sus componentes. En lo que respecta a los nanotubos de carbono su presencia modifica la morfología fibrilar de la polianilina que se origina durante la polimerización in situ de anilina. La caracterización de los composites producidos reveló por una parte, la ausencia de interacciones especiales entre los componentes, y por otra parte la influencia de la morfología en determinadas propiedades de los composites, como su conductividad eléctrica o absorción óptica. La principal ventaja derivada de la morfología nanoestructurada de estos composites es su procesado mejorado en disoluciones acuosas. La excelente dispersabilidad en agua permite la preparación de películas, fibras, geles de los composites o sus mezclas con polímeros hidrosolubles, y su incorporación en dispositivos tales como células solares o supercondensadores. Por otra parte el empleo de un derivado hidrofílico del grafeno, el óxido de grafeno (GO) facilitó la síntesis de composites de polianilina con GO con una morfología laminar. Al intentar recuperar las mejorar las propiedades eléctricas del GO presente en el composite mediante su reducción química, se observo la formación de un estado anómalo de la polianilina, debido a la formación de un complejo de transferencia de carga con el GO reducido. La caracterización del composite reveló la presencia de esta interacción entre los componentes, que también es la causa de algunas propiedades inesperadas como su estabilidad y buena dispersabilidad en agua.