Los dispositivos médicos, los automóviles y muchas tecnologías avanzadas contienen innumerables componentes delicados que se mantienen unidos mediante polímeros conductores de electricidad, como la polianilina. Durante varias décadas, la síntesis de polianilina para aplicaciones de electrónica industrial se ha enfrentado a una gran limitación: ¿qué disolvente facilita mejor la síntesis? Esta pregunta abstracta es importante para minimizar el costo y la complejidad de la producción de polianilina y facilitar propiedades útiles como la conformación. La capacidad de usar una variedad de solventes baratos y de bajo punto de ebullición ayudaría en gran medida a los modos versátiles de procesamiento de polímeros, como la impresión por inyección de tinta, pero hasta ahora había sido difícil de alcanzar.
En un estudio publicado recientemente en Tecnología y Materiales Polímero-Plásticos, investigadores de la Universidad de Tsukuba y socios colaboradores han sintetizado polianilina en varios solventes comunes. Esta capacidad mejorada para sintetizar y procesar polianilina simplificará en gran medida la producción y reducirá los costes de fabricación.
«La polianilina es un polímero extremadamente versátil en tecnologías de rutina y avanzadas, pero las restricciones sobre qué solventes se pueden usar para la síntesis han obstaculizado durante mucho tiempo esta versatilidad», explica el profesor Hiromasa Goto, autor principal. «Nuestro descubrimiento de cómo facilitar la polimerización en diversos solventes será útil en investigación básica y aplicaciones industriales».
Los investigadores produjeron polianilina a partir de sulfato de anilina en un solo paso cuando agregaron una pequeña cantidad de yodo a la mezcla de reacción. Muchos solventes eran compatibles con este procedimiento, incluido el etanol no tóxico y el diclorometano. Extensas caracterizaciones instrumentales demostraron que la polianilina producida por este método exhibía la cristalinidad y las propiedades eléctricas como si hubiera sido preparada por métodos convencionales.
«Un resultado particularmente emocionante es la facilidad para preparar aleaciones de polímeros útiles industrialmente, como mezclas con poliestireno o derivados de celulosa», dice el profesor Goto. «La pintura conductora de electricidad, las mezclas de caucho avanzadas y otros materiales ahora son fáciles de preparar, lo que esperamos facilite el desarrollo de productos en diversos campos».
¿Qué tiene el yodo agregado que facilita la producción de polianilina? Los investigadores proponen que el yodo es un dopante aceptor de electrones que facilita la producción de polarones localizados, que es fundamental para la posterior polimerización por reacciones en cadena de radicales.
Los resultados de este estudio ayudarán a que la polianilina sea más compatible con la impresión de inyección de tinta y otras tecnologías de procesamiento útiles, y así simplificar la producción de placas de circuito impreso y otros componentes comunes de la electrónica moderna. Al centrarse en el tema bastante abstracto de la compatibilidad de solventes, muchas tecnologías rutinarias y avanzadas serán más fáciles de fabricar a un costo menor.
Este trabajo fue apoyado por la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia (JSPS, Grants-in-Aid for Scientific Research (KAKENHI) [20K05626].
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Universidad de Tsukuba. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
