Estudo estrutural, morfológico, óptico e termoresistivo do sistema de PAni/PLA/ZnO depositado por solution blow spraying para aplicação como sensor de temperatura

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Zárate, Raquel de Paula Llamoca
• Orientador(a): Torquato, Ramon Alves
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal da Paraíba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
• Departamento: Engenharia de Materiais
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Engenharia de materiais; Polianilina(PAni); Óxido de zinco; Poliácido láctico (PLA); Solution Blow Spraying(SBSp); NTC(negative temperature coefficient); Sensor de temperatura; Materials engineering; Polyaniline(PAni); Zinc oxide; Polylactic acid (PLA); Temperature sensor
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
• Link de acesso: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/29811

Os avanços nas áreas de nanotecnologia geram interesse em produzir materiais que atendam a demandas como minimização de consumo, aumento do desempenho, minituarização, flexibilidade e sustentabilidade. Dentre os materiais alvo de estudos, o óxido de Zinco (ZnO) vem recebendo bastante atenção pois possui gap largo, alta mobilidade eletrônica, estabilidade térmica e elétrica, e facilidade e versatilidade de processamento. Porém os polímeros condutores também entraram na disputa com a finalidade de unir leveza, flexibilidade, transparência e também facilidade de processamento. Um dos principais polímeros condutores é a Polianilina (PAni) devido ao seu fácil processamento e estabilidade, formação de filmes finos e homogêneos, baixo custo e estabilidade química. Além da PAni, o Poli (Ácido Láctico), que é um polímero biodegradável, vem sendo utilizado unido a Polianilina para promover maior trabalhabilidade e resistência mecânica a esse material. Baseado nisso, o presente trabalho tem como objetivo obter filmes de PAni/PLA/ZnO, nas concentrações de 10, 20, 30, 40, 50 e 60% wt. de ZnO, através da técnica de Solution Blow Spraying(SBSp), a fim de avaliar suas propriedades estruturais, morfológicas, ópticas e termoresistivas para aplicação como sensor de temperatura. Os resultados comprovaram obtenção de filmes de PAni/PLA/ZnO nas composições propostas pelo método de SBSp., que produziu filmes com fases cristalinas correspondentes ao ZnO e PAni. A análise morfológica mostrou aspecto granular para a PAni e porosidade, correspondente a presença da cerâmica ZnO. As temperaturas de decomposição estiveram na faixa de 200 a 400°C, de acordo com as termogravimetrias, mostrando que abaixo desse regime os filmes podem apresentar suas propriedades termoresistivas sem se decompor com a temperatura. O UV-VIS possibilitou identificar e medir o gap, na faixa de 2,32 a 3,92 eV, confirmando valores de um semicondutor, e que a presença de ZnO e de PLA não afetaram essa propriedade. Por último, os testes termoresistivos revelaram característica de um NTC (Negative Temperature Coefficient), comprovando que os filmes de PAni/PLA/ZnO obtidos neste trabalho pelo método de SBSp possuem propriedades de um termoresistor, logo, são promissores para aplicação como sensor de temperatura a baixas temperaturas.