Quimica combinatoria de nanomateriales

Abstract

Los materiales que presentan propiedades no proporcionadas por aquellos materialesconvencionales son denominados materiales avanzados. En muchos casos, son materialestípicos cuyas propiedades se han mejorado significativamente El método combinatorio implica un conjunto de procedimientos que permiten sintetizarrápida, eficiente y simultáneamente una gran cantidad de compuestos orgánicos diferentes entresí, creando las llamadas bibliotecas. En ciencia de los materiales, se ha aplicado el métodocombinatorio para el descubrimiento y desarrollo de nuevos materiales. Un área de trabajo eneste campo es la síntesis de polímeros conductores funcionalizados por post-modificación Entre los polímeros conductores más importantes se encuentran el polipirrol, politiofenoy polianilina. Estos polímeros poseen la interesante propiedad de alternar entre estadosconductores y aislantes En esta tesis se optimizó la formación de películas nanométricas de polipirroles, sobrepelículas de polietileno y polipropileno, permitiendo una rápida funcionalizacion ycaracterización de los materialesSe demostró que el polipirrol presenta un equilibrio de protonación/deprotonación queafecta sus propiedades electrónicas (conductividad, espectro UV-Vis) y de mojabilidad. Semidió el valor del pKa aparente del polímero. Se utilizó la reacción deprotonación/deprotonación para cambiar a voluntad el contraión de las películas dopacias,permitiendo cambiar la mojabilidad del polímero Se desarrolló la funcionalización de polipirrol y polianilina por adición nucleofílica sobreel polímero oxidado Además, se observó que la degradación de polímeros funcionalizados es más lenta que enel polipirrol original, probablemente debido a un bloqueo de los sitios activos de ataquenucelofílico por el agua o ion hidróxido Se estudió la modificación combinatoria de películas nanométricas de polipirrol, usandomezclas equimolares de nucleófilos. Además de obtener nanomateriales con propiedadesintermedias a las de los nanomateriales modificados clásicamente, se obtuvieron otrosmateriales con efectos sinérgicos de conductividad y/o ángulo de contacto. Esto es, laspropiedades son mayores (conductividad) y/o mayores o menores (ángulo de contacto) a las delos polímeros funcionalizados clásicamente (un solo nucleófilo). De esta manera es posiblefabricar nanomateriales con propiedades concordantes (conductividad y/o mojabilidad) noobtenibles por métodos clásicos Por último se demostró que es posible desarrollar aplicaciones tecnológicas de losnanomateriales sintetizados: i) materiales para litografía por ablación láser con interferencia; ji)materiales conductores para sensores específicos de gases y iii) superficies molde para elcrecimiento de biominerales.