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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autora: Rocco, Ana Maria
Título: Dispositivo Eletrocrômico Poli(Pirrol)/WO3: Síntese, Montagem e Caracterização
Ano: 1994
Orientador: Prof. Dr. Marco-Aurelio De Paoli
Departamento: Química Inorgânica
Palavras-chave: -
Resumo: Polímeros intrinsecamente condutores são polímeros que contêm sequências de ligações duplas conjugadas na cadeia polimérica e passam de isolantes a condutores através de um processo chamado "dopagem". O poli(pirrol) é um desses polímeros e tem sido intensivamente estudado. Este polimero muda de coloração com a aplicação de um potencial externo (eletrocromismo), sendo amarelo no estado reduzido e azul no estado oxidado. As melhores características mecânicas e eletroquímicas são obtidas quando o poli(pirrol) é dopado com ânions anfifilicos. Filmes finos inorgânicos condutores iônicos também podem apresentar eletrocromismo O óxido de tungstênio é um dos mais estudados, sendo transparente no estado oxidado e azul no estado reduzido. Este óxido mostra grande estabilidade eletroquímica e é utilizado como material eletrocrômico ativo em dispositivos. Um dispositivo eletrocrômico é uma cela eletroquímica constituída de eletrodos transparentes à luz (normalmente usa-se vidro recoberto com SnO2), filmes finos de materiais eletrocrômicos complementares depositados sobre os eletrodos e, um eletrólito (sólido ou liquido) transparente. Neste trabalho estudou-se os dispositivos eletrocrômicos mistos ITO/pPyDS//eletrólito//WO3/ITO, nas configurações sólida e líquida. Realizou-se um estudo sistemático sobre as condições de síntese do poli (pirrol) dopado com dodecilsulfato de sódio (pPyDS), visando melhorar sua estabilidade eletroquímica. Obteve-se um material eletroativa e morfologicamente mais reprodutível realizando-se a síntese a 5 e 10°C. Otimizaram-se as propriedades eletrocrômicas do pPyDS aumentando-se sua adesão ao vidro condutor ITO pelo depósito prévio de um filme fino de ouro sobre este último. Estudou-se a estabilidade óptica e elétrica de filmes de pPy DS e WO3 por voltametria cíclica e cronoamperometria. Os materiais apresentaram bom contraste cromático e estabilidade na faixa de potencial utilizada. O WO3 apresentou excelente memória óptica tanto da forma clara quanto da escura, e o pPyDS apresentou boa memória óptica da forma escura. Portanto, ambos eletrodos são adequados para a aplicação em dispositivos eletrocrômicos. O dispositivo em configuração líquida apresentou excelente desempenho, com estabilidade óptica e elétrica durante a aplicação de 10 saltos duplos de potencial, mantendo suas características inalteradas. Para a configuração sólida, foi utilizado como eletrólito sólido a poli( epicloridrina co-óxido de etileno) com LiCIO4 dissolvido na fase polimérica. Este dispositivo sólido apresentou excelente estabilidade elétrica e óptica durante a aplicação de 1,5 x 10 saltos duplos de potencial. A memória óptica da forma clara do dispositivo foi consideravelmente melhor que a do pPyDS. Dependendo da espessura do filme do eletrólito sólido, o dispositivo chegou a apresentar resposta óptica em 2s, para uma diferença de transmitância de 30% (700nm) entre a forma clara e a escura do dispositivo.
Abstract: Intrinsically conducting eletronic polymers have a backbone constituted by conjugated double bond sequences and change from insulators to conductors by a process designated "doping". Poly(pyrrole) is one of these polymers and has been intensivelly studied. This polymer shows a color change caused by an applied electric field or current (electrochromism). The films are obtained in the oxidized state and may be reversibly reduced with a colour change from blue to yellow. The synthesis or poly(pyrrole) in the presence of large amphiphilic surfactant anions results in the formation of films with improved mechanical and electrochemical properties. Inorganic ionic conducting thin films also present electrochromism. Tungsten trioxide is one of the most studied and changes color from bleached (oxidized) to blue (reduced). This oxide presents great electrochemical stability and it is used as electrochromic material in devices. An electrochromic device is an electrochemical cell constituted by electrodes transparent to visible light (usually glass coated with indium tin oxide), thin films of complementary electrochromic materiais deposited on the electrodes and an electrolyte (solid or liquid). In this work we investigated the mixed electrochromic devices ITO/pPyDS//electrolyte//WO3/ITO, in solid and liquid configuration. A systematic study of the effect of the temperature on the electrochemical synthesis of films of poly(pyrrole) dodecylsuIfate was performance in order to improve its electrochemical stability and performance. Poly(pyrrole) films prepared at 5 and 10°C show the best electroativity and adequate reproducible morphology . The electrochromic properties of pPyDS were improved by increasing its adhesion to the ITO electrode. This was achieved by previous deposition of a thin film of Au/Co on ITO. The electrical and optical stability of pPyDS and WO3 were studied by cyctic voltammetry and chronoamperometry, associated with measurement of monochromatic light transmittance variation. The materials presented good chromic contrast and stabitity in the potential range utilized. WO3 showed excellent optical memory in the colored and bleached state, and pPyDS good memory in the colored state. Both electrodes are suitable to application on electrochromic devices. The devices in liquid configurations present excellent performance with optical and electrical stability to 10 potencial redox steps, maintaining its characteristics. For the solid configuration we used a solid electrolyte based on poly( ethylene oxide-co-epichlorohydrin) with LiCIO4 dissolved in the polymeric phase. This solid device presents excellent optical and electrical stability to 1,5x 10 potential redox steps. The optical memory of the bleached form was better than the memory of the pPyDS. Depending on the thickness of the electrolyte films, the device shows optical response in 2s with a transmittance difference of 30% between bleached and colored states.
Arquivo (Texto Completo): vtls000079113.pdf ( tamanho: 7,94MB )

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