Polyaniline-based electrospun polycaprolactone nanofibers: preparation and characterization

Nanofibras de policaprolactona electrospun basadas en polianilina: preparación y caracterización

Este trabajo proporciona una estrategia conveniente para la preparación de nanofibras conductoras de policaprolactona (PCL)/polianilina (PAni), útiles para el desarrollo de sensores y dispositivos optoelectrónicos. Las nanofibras de PCL/PAni se obtuvieron mediante la técnica de electrospinning y se caracterizaron por SEM, FTIR, análisis térmico y conductividad eléctrica DC. Se discutió en detalle la influencia de las condiciones experimentales en el proceso de electrospinning, como el voltaje aplicado, en la morfología de las nanofibras. La incorporación de PAni en las nanofibras de PCL incrementó significativamente la conductividad eléctrica desde un nivel no detectable para el PCL puro hasta 0,032 ± 0,022 S/cm para las nanofibras que contenían 7,5 % en peso de PAni. Por tanto, las esteras de nanofibras electrospun PCL/PAni presentaron propiedades ópticas y eléctricas que despiertan la posibilidad de aplicaciones de estos materiales como sensores ácido-base y dispositivos electrocrómicos.

INTRODUCCIÓN

Los polímeros conjugados que pueden sintetizarse en nanoestructuras unidimensionales, como nanotubos, nanohilos y nanofibras, han atraído recientemente la atención en los ámbitos de la nanociencia y la nanotecnología, debido a su procesabilidad y a sus propiedades químicas y electroquímicas. Entre las diversas clases de polímeros conjugados, la polianilina (PAni) se considera uno de los materiales tecnológicamente más prometedores, debido a su gran estabilidad, facilidad de síntesis, excelentes propiedades ópticas y magnéticas, posibilidad de controlar la conductividad eléctrica cambiando el estado de protonación o el estado de oxidación, y bajo coste del monómero de anilina.

La PAni suele sintetizarse mediante la oxidación de la anilina con peroxidisulfato de amonio en un medio acuoso ácido, y su morfología y propiedades mecánicas/eléctricas se ven muy afectadas por distintos parámetros experimentales, como el tipo de dopante utilizado, el pH, la temperatura y el tiempo de reacción. Sin embargo, la procesabilidad del PAni para producir películas o fibras es bastante difícil porque es infusible e insoluble en disolventes comunes, por lo que su uso práctico es limitado.

Se han realizado importantes esfuerzos para superar estos inconvenientes y mejorar la solubilidad, procesabilidad y propiedades mecánicas de la PAni cambiando el agente dopante, mezclándola con otros polímeros o preparando compuestos híbridos orgánicos/inorgánicos.