Preparación y caracterización de películas ultrafinas de PANI/PVS para controlar el nivel de amoníaco en naves avícolas

Preparation and Characterization of Ultrathin PANI/PVS: Films for Control the Ammonia Level in Poultry Houses

En este trabajo investigamos las propiedades ópticas, eléctricas y morfológicas de películas ultrafinas de PANI/PVS como material activo de un sensor de amoníaco para un gallinero. Las películas de polímero capa a capa se depositaron sobre microelectrodos interdigitados de NiCr recuperados con matrices de líneas de Au (NiCr/Au). La acumulación de las multicapas se monitorizó en cada paso de deposición mediante espectroscopia UV-VIS, mientras que la microscopía de fuerza atómica (AFM) se empleó para monitorizar el cambio en la rugosidad, en el tamaño de grano y de partícula. Observamos un cambio significativo en la conductividad cc cuando el espesor de las películas se aproximaba al de la capa de NiCr. Este efecto se atribuye a la mayor resistencia eléctrica interfacial entre el NiCr y la película de polímero, en comparación con la resistencia de la interfaz Au-película y el grueso del polímero. La conductividad alternante del polímero era típica de los materiales sólidos desordenados, bajo la influencia del electrodo de NiCr a bajas frecuencias. Por último, la sensibilidad eléctrica del sistema bajo la exposición de NH₃ revela que las películas de PANI/PVS son un elemento activo factible para su uso en sistemas de control de naves avícolas.

INTRODUCCIÓN

Desde mediados de la década de 1970, con el descubrimiento de las propiedades conductoras del trans-polibiacetileno[1], los polímeros comenzaron a utilizarse en diversos dispositivos electrónicos, pasando de materiales pasivos (aislantes) a activos[2]. Desde entonces, se han fabricado numerosos polímeros conductores y se han explorado y estudiado sus dispositivos electrónicos, principalmente debido a su facilidad de preparación y sus versátiles propiedades ópticas, eléctricas y mecánicas, así como a sus bajos costos de fabricación, alta durabilidad y eficiencias ópticas y/o eléctricas. Sin embargo, el breve período entre el descubrimiento de las propiedades semiconductoras y la aplicación de estos polímeros en dispositivos electrónicos ha generado controversias y preguntas sobre los efectos de la interfaz electrodo-polímero en las propiedades eléctricas de estos sistemas, subrayando la necesidad de estudiar cuidadosamente estos efectos[3-4]. 

De esta manera, se han utilizado técnicas de caracterización eléctrica para investigar no solo los mecanismos de inyección y conducción de portadores de carga a lo largo de estas capas, sino también para estudiar los efectos de la interfaz y los efectos volumétricos sobre la conductividad eléctrica de estos materiales, así como los efectos de la morfología[5] de las películas y los arreglos geométricos utilizados para fabricar dispositivos poliméricos[6].