Utilização da química verde e funcionalização de moléculas para aplicação em eletrônica orgânica - Gusso, Sara Luiza (2021)
Neste trabalho, a molécula perileno-3,4,9,10-tetracarboxilico dianidrido (PTCDA) foi modificada através de uma reação de imidização com o uso da decilamina. A molécula funcionalizada é identificada como PDI-C10 e o rendimento da síntese foi da ordem de 56 %. Este método apresenta a vantagem de ser feito em meio aquoso, temperatura de refluxo (~100º C a 200º C) e tempo reduzido de reação (~8 h), quando comparados com os procedimentos tradicionais de funcionalização de derivados de perileno. Os resultados de RMN e FTIR indicam a efetiva modificação da molécula, em que se observa os sinais relativos aos deslocamentos químicos dos hidrogênios da decilamina no espectro de RMN e um pico adicional em ~1350 cm-1, atribuído à vibração da ligação C–N do grupo imida no espectro de FTIR. Nos padrões de XRD, ao considerar-se os picos em 2 = 7.8º e 9.5º (d= 1.12 nm e 0.93 nm) para o PDI-C10 e PTCDA, respectivamente, o ligeiro aumento da distância interplanar pode ser atribuído a presença das alquilas laterais do PDI-C10. O filme de PDI-C10, preparado a partir de solução em clorofórmio pelo método de drop casting, apresenta estruturas lamelares 1D com largura de 4.1 ± 0.4 μm e comprimento de 64 ± 6 μm, no entanto, também são observadas fibras com comprimento de até 170 µm. A absorbância do PTCDA é caracterizada por bandas estreitas com máximo em 428, 457, 488 e 525 nm. Comparativamente, o espectro de absorção do PDI-C10 apresenta o mesmo padrão, no entanto, com deslocamento batocrômico de aproximadamente 2 nm. Devido a funcionalização, aumento da distância entre as moléculas e a consequente redução da formação de excímeros, o PDI-C10 apresenta espectro de emissão característico da molécula isolada, com deslocamento Stokes de 11 nm em relação à absorção, e bandas estreitas com máximos em 538, 577 e 624 nm. O aumento da solubilidade do PDI-C10 possibilita a produção de filmes finos mais homogêneos, quando comparados com o PTCDA, e aplicação em dispositivos optoeletrônicos, tais como sensores para vapores orgânicos. O filme de PDI-C10 produzido sobre vidro, pelo método de drop casting a partir da solução em clorofórmio (0.1 mmol/L) apresenta resistência de folha de ~14.00 ± 0.06 kΩ/. Como potencial aplicação, o filme de PDI-C10 foi processado sobre substratos de papel contendo eletrodos de nanotubos de carbono (NC), de forma a produzir um sensor elétrico cujas variações de resistência possam ser usadas como indicador da presença de álcool na atmosfera próxima ao dispositivo. Os resultados indicam que há aumento da ordem de 3 % na resistência quando o sensor papel/NC/PDI-C10 é exposto ao vapor de álcool etílico, variação que se repete ao longo dos ciclos, indicando sensibilidade, estabilidade e reprodutibilidade adequadas.