PolipirrolEl pirrol se puede polimerizar electroquímicamente. [1]
El polipirrol ( PPy ) es un polímero orgánico obtenido por polimerización oxidativa del pirrol . Es un sólido con fórmula H (C 4 H 2 NH) n H. Es un polímero intrínsecamente conductor , utilizado en los campos de la electrónica, la óptica, la biología y la medicina. [2] [3]
Historia
Algunos de los primeros ejemplos de PPy fueron reportados en 1919 por Angeli y Pieroni, quienes informaron sobre la formación de negros de pirrol a partir de bromuro de pirrol y magnesio. [4] Desde entonces, la reacción de oxidación del pirrol se ha estudiado y reportado en la literatura científica.
Se pueden utilizar diferentes métodos para sintetizar PPy, pero los más comunes son la síntesis electroquímica y la oxidación química. [6] [3] [7]
Oxidación química del pirrol:
n C 4 H 4 NH + 2 n FeCl 3 → (C 4 H 2 NH) n + 2 n FeCl 2 + 2 n HCl
Se cree que el proceso ocurre mediante la formación del catión radical pi C 4 H 4 NH + . Este electrófilo ataca el carbono C-2 de una molécula de pirrol no oxidada para dar un catión dimérico [(C 4 H 4 NH) 2 ] ++ . El proceso se repite muchas veces.
Las formas conductoras de PPy se preparan mediante oxidación ("dopaje p") del polímero:
Las investigaciones más recientes sobre micro y nanogotas se han llevado a cabo en la síntesis de microestructuras de polipirrol utilizando varias plantillas fluidas formadas en diferentes superficies sólidas. [9]
Propiedades
Las películas de PPy son amarillas pero se oscurecen en el aire debido a cierta oxidación. Las películas dopadas son azules o negras según el grado de polimerización y el espesor de la película. Son amorfos y muestran sólo una difracción débil. PPy se describe como "cuasi unidimensional" frente a unidimensional, ya que existe cierta reticulación y saltos de cadena. Las películas dopadas y sin dopar son insolubles en disolventes pero hinchables. El dopaje hace que los materiales se vuelvan quebradizos. Son estables en el aire hasta 150 °C, temperatura a la que el dopante comienza a desprenderse (p. ej., como HCl). [2]
El PPy es un aislante, pero sus derivados oxidados son buenos conductores eléctricos. La conductividad del material depende de las condiciones y reactivos utilizados en la oxidación. Las conductividades oscilan entre 2 y 100 S/cm. Las conductividades más altas están asociadas con aniones más grandes, como el tosilato . Dopar el polímero requiere que el material se hinche para acomodar los aniones compensadores de carga. Los cambios físicos asociados con esta carga y descarga se han discutido como una forma de músculo artificial. [10] La superficie de las películas de polipirrol presenta propiedades fractales y la difusión iónica a través de ellas muestra un patrón de difusión anómalo . [11] [12]
Aplicaciones
El PPy y los polímeros conductores relacionados tienen dos aplicaciones principales en dispositivos electrónicos y para sensores químicos y aplicaciones electroquímicas. [13]
Tendencias de investigación
PPy es un vehículo potencial para la administración de fármacos . La matriz polimérica sirve como contenedor para las proteínas. [14]
El polipirrol se ha investigado como soporte de catalizadores para pilas de combustible [15] y para sensibilizar electrocatalizadores catódicos. [dieciséis]
Junto con otros polímeros conjugados como la polianilina, el poli(etilendioxitiofeno), etc., el polipirrol se ha estudiado como material para "músculos artificiales", una tecnología que ofrece ventajas con respecto a los elementos de accionamiento de motores tradicionales. [17]
Se usó polipirrol para recubrir sílice y sílice de fase inversa para producir un material capaz de realizar intercambio aniónico y exhibir interacciones hidrófobas. [18]
El polipirrol se utilizó en la fabricación por microondas de nanotubos de carbono de paredes múltiples, un método rápido para cultivar CNT. [19]
Una esponja de poliuretano resistente al agua recubierta con una fina capa de polipirrol absorbe 20 veces su peso en aceite y es reutilizable. [20]
La fibra de polipirrol hilada en húmedo se puede preparar mediante polimerización química con pirrol y DEHS como dopante. [21]
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