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Síntesis enzimática de polímeros semiconductores con la cloroperoxidasa de…
Síntesis enzimática de polímeros semiconductores con la cloroperoxidasa de
Caldariomyces fumago
Introducción
El poliacetileno (polímero) conduce electricidad a niveles similares a los de un metal.
Dopado-. proceso de oxidar o reducir polímeros para que conduzca electricidad (sistema π deslocalizado)
Polímero intrínsecamente conductor (PIC)-. en su edo. dopado posee las propiedades eléctricas, electrónicas, magnéticas y ópticas de un metal, pero conserva propiedades mecánicas y de procesabilidad.
PANI
No tiene buena solubilidad, pero se puede mejorar
Se obtiene por oxidación química o electroquímica de la anilina (vía síntesis enzimática).
Se requiere polímero en posición
para
de manera que se tenga buena conductividad (polianilina lineal).
Enzima Cloroperoxidasa: glicoproteína extracelular producida por hongo filamentoso
Caldariomyces fumago
Materiales y métodos
Síntesis de polímeros
DMA, DCA y TCA + Cloroperoxidasa. Inicia la reacción con adición de H2O2. Al final se recupera el polímero por centrifugación y lavado con agua MilliQ y etanol. Se extrae el sobrenadante con diclorometano.
Identificación de productos
El sobrenadante se resuspende en diclorometano y se inyecta muestra en cromatógrafo de gases acoplado a espectrometría de masas. Para fracciones insolubles (y edo. sólido), se utiliza sonda de inserción directa.
Películas delgadas de polímeros dopados y sin dopar
Se colocan gotas de los polímeros en placas y se dejan secar a temperatura controlada.
Respuesta eléctrica
Se dibujan electrodos de plata sobre las películas y se determina respuesta eléctrica aplicando un voltaje en intervalos regulares. Se mide corriente resultante.
Medición de espesores de película y dimensiones de electrodos de plata
Se determinan espesores de película con perfilómetro y las dimensiones de los electrodos con un calibrador.
Medición de espesores de película por análisis de imágenes
Las películas se cortan por la mitad y se posicionan verticalmente. Se obtienen valores por medio de imágenes con cámara CCD acoplada a un microscopio, y conectada a una computadora. Las imágenes se procesan con Image Pro Plus 5.1. Se realiza curva de calibración pixeles/µm.
Determinación de valores de conductividad
R = ρ (S/A) donde:
ρ = resistividad [Ω*m]
A = Área transversal (m^2)
S = Separación entre electrodos de plata (m)
La resistencia de las películas se obtiene a partir de los datos de la respuesta eléctrica siguiendo la Ley de Ohm.
Resultados y discusión
Se obtuvo polímero lineal.
Polimerización de compuestos halogenados es útil para eliminar contaminantes del ambiente.
TCA y PCP: ambos peligrosos para el ambiente y salud humana
Conductividad en los polímeros a través de un proceso conocido como dopado
La conductividad de los polímeros fue medida con cada polímero por separado y después con cada polimero dopado con:
CSA, DBSA y AMPSA con relaciones 1:0.25 y 1:0.5
Medición de conductividad
Se determino que el polímero dopado con mejor conductividad fue PTCA con AMPSA en relación 1:0.5
Se determino que la relación polímero-dopante de 1:0.5 es la más eficiente, modificar la cantidad de dopante produce efectos contraproducentes
Aplicaciones
Cargadores de bateria
Tubos de vació
Exposímetros para fotografía