Estudo da interação entre compostos orgânicos voláteis e filme finos de polipirrol

Dispositivos sensores baseados em polímeros condutores possuem potencial de aplicação em diferentes áreas, tais como controle sensorial de bebidas e alimentos, controle da qualidade de produtos (por exemplo, solventes, perfumaria), monitoramento ambiental e da presença de compostos orgânicos voláteis, e auxílio na diagnose de algumas doenças. Apesar disso, em cada um desses casos o mecanismo da interação do volátil com o polímero não está ainda esclarecido. Por essa razão, o estudo desenvolvido nesta tese teve como objetivo a caracterização das interações entre os vapores de compostos orgânicos voláteis e sensores formados por filmes finos de polipirrol. Os sensores foram preparados com base na técnica de crescimento livre em lâminas de vidro comum e de vidro condutor, onde o ajuste de diferentes parâmetros de controle (como as concentrações relativas monômero/dopante, do agente oxidante e o tempo de polimerização) permite o crescimento homogêneo do filme polimérico na superfície do substrato. Informações sobre a cinética e o tempo de adsorção dos sistemas estudados foram obtidas a partir do espectro UV-VIS-NIR. Por sua vez, a influência da natureza do dopante sobre a hidrofobicidade, a energia livre superficial e as componentes dispersiva e ácido-base foi avaliada através da medida do ângulo de contato da água, etieleno-glicol e diiodo-metano sobre amostras de filmes de polipirrol; a análise multivariada dos dados obtidos, mostra não apenas um contraste entre a hidrofobicidade e a componente básica da tensão superficial, mas também que para os dopantes alquilssulfônicos o caráter hidrofóbico aumenta com o tamanho da cadeia alifática, enquanto que, para os dopantes aromáticos, a hidrofobicidade cresce com o aumento do número de anéis aromáticos. Quando testada frente a vapores de diversos compostos orgânicos voláteis, a sensibilidade e seletividade dos sensores se mostraram dependentes não apenas das propriedades relacionadas com os compostos analisados, mas também das propriedades associadas aos filmes de polipirrol, as quais, por sua vez dependem do contra-íon utilizado como dopante. Blendas poliméricas preparadas pela técnica de polimerização da fase de vapor, de forma que os filmes fossem depositados diretamente sobre substratos de vidro condutor, apresentaram um comportamento promissor quando usados como sensores de compostos orgânicos voláteis, especialmente porque a resposta obtida no caso de algumas delas apresenta uma nítida distinção entre voláteis polares e apolares. Como resultado deste trabalho, é possível usar mais adequadamente o conhecimento das propriedades do sistema sensor, para otimizar o design de um arranjo de sensores que apresente não apenas uma melhor sensibilidade, como também uma seletividade ao ambiente químico a ser analisad