Caracterização fotofísica do polímero luminescente Poly-3-Diethyl-butylsulfonate-hexyl-thiophene (P3DEBAHT) em solução e sua interação com diferentes surfactantes

Abstract

A caracterização fotofísica de um polieletrólito conjugado (CPE = “conjugated polyelectrolytes”) em solução é uma etapa fundamental para compreender suas propriedades fisicoquímicas. Uma vez entendido como esse material se comporta é possível otimizar a estrutura química e o processamento em dispositivos eletrônicos fotovoltaicos e sensores. A compreensão do sistema a ser estudado envolve uma série de conhecimentos em química, física e eletrônica. Para o escopo desse projeto, que abrange a caracterização do polímero em solução e na presença de surfactantes, os entendimentos de química e física são prioridades e serão esses temas brevemente abordados nesse capítulo, divididos didaticamente em: Polímeros Conjugados, Polieletrólitos e Surfactantes.  Polímeros conjugados Polímeros são macromoléculas constituidas por unidades de repetição que se extendem por toda a cadeia. Essas unidades de repetição são pequenas moléculas bifuncionais denominadas monômeros. O grau de polimerização de um polímero se refere ao tamanho das cadeias e por consequência sua massa molar. A massa molecular do polímero pode ser dada em termos de massa molar numérica média (Mn) ou massa molar ponderal média (Mw); o índice de polidispersividade é dado pela razão Mw/Mn. Um polímero preparado de um único monômero é um homopolímero, enquanto aquele com duas ou mais unidades de repetição é chamado de copolímero. Os copolímeros podem ser aleatórios, alternados ou em bloco. Quanto às cadeias um polímero, elas podem ser linear, ramificado ou em rede. Polímeros com cadeia em rede são formados por ligações covalentes entre cadeias lineares ou ramificadas. A formação dessas ligações cruzadas impede que o material seja fundido e moldado. Há então os polímeros termoplásticos, que podem ser fundidos e moldados e os termorígidos, os quais não podem.1 As moléculas conjugadas são aquelas em que há uma alternância entre ligações simples e dupla carbono-carbono. A sobreposição dos orbitais  das duplas ligações permitem uma deslocalização dos elétrons no sistema conjugado todo por efeito de ressonância. Quanto maior for a conjugação na molécula, menor é a diferença de energia entre os níveis energéticos e maior será o comprimento de onda de absorção e emissão da molécula.2 Um polímero conjugado é um polímero semicondutor em que seus monômeros possuem ligações simples e duplas alternadas entre carbonocarbono. Os orbitais  dos monômeros da cadeia polimérica compõem a banda de condução desse polímero e os orbitais * compõem a banda de valência,