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Título: Síntese e caracterização de copolímero conjugado do tipo doador-aceitador contendo benzotiadiazol para aplicação em dispositivos optoeletrônicos
Título(s) alternativo(s): Synthesis and characterization of conjugated polymer donor-acceptor type containing benzothiadiazole for use in optoelectronic devices
Autor(es): Rocha, Cassiana Batista da
Orientador(es): Rodrigues, Paula Cristina
Palavras-chave: Química
Dispositivos optoeletrônicos
Espectroscopia de emissão
Tecnologia
Chemistry
Optoelectronic devices
Emission spectroscopy
Technology
Data do documento: 28-Jun-2016
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: ROCHA, Cassiana Batista da. Síntese e caracterização de copolímero conjugado do tipo doador-aceitador contendo benzotiadiazol para aplicação em dispositivos optoeletrônicos. 2016. 48 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2016.
Resumo: A pesquisa e desenvolvimento de novos materiais é impulsionada pela busca por novas tecnologias aplicadas em diferentes áreas, como na eletrônica orgânica, onde a síntese de diferentes estruturas poliméricas conjugadas são desejadas para a confecção de dispositivos optoeletrônicos. Dentro dos polímeros conjugados, os copolímeros do tipo doador-aceitador apresentam vantagens quanto à correlação direta entre a propriedade desejada (como emissão de luz em um determinado comprimento de onda, posição dos níveis HOMO-LUMO, entre outras) com a sua estrutura química. A arquitetura molecular deste tipo de copolímero é baseada no encadeamento de unidades repetitivas doadoras (D) e aceitadoras (A) de elétrons. Nesse trabalho, o copolímero poli[9,9- bis(3’-(tert-butilpropanoato))fluoreno-co-4,7- (2,1,3-benzotiadiazol)] – (PFeBT) foi sintetizado através da rota de Suzuki e caracterizados por diferentes técnicas para avaliação das características estruturais e fotofísicas, como a espectroscopia de infravermelho (IR), ressonância magnética nuclear (RMN 1H), espectroscopia de absorção na região do ultravioleta-visível e espectroscopia de emissão. As propriedades estruturais permitiram a elucidação da estrutura química do copolímero e intermediários sintetizados e o estudo das propriedades fotofísicas possibilitou a avaliação de processos de transferência interna de carga entre as unidades repetitivas (D-A) do copolímero. Pela análise de GPC foi determinada elevado de Mn de 3,578.105 g.mol-1 e PI de 9,825 que é justificável em relação a formação de filmes autossustentáveis do material polimérico. E o espectro de absorção do copolímero em solução de clorofórmio apresentou duas bandas características, relacionadas à transição π → π* dos estados S0 → S4 (λabs = 321 nm) e à transição S0 → S1 (λabs = 450 nm), relacionada com o processo de transferência interna de carga (ICT) entre o doador e aceitador. Quando se analisa as propriedades emissivas do material observa-se somente uma emissão, localizada em 532 nm, independentemente se o material é excitado no comprimento de onda relativo às transições π → π* e/ou ICT.
Abstract: The research and development of new materials is advanced by the search for new technologies applied in different areas, such as organic electronics, where the syntheses of different conjugated polymer structures are desired for making optoelectronic devices. Within the conjugated polymers, copolymers of donoracceptor type have advantages such as the direct correlation between the desired properties (such as light emission at a particular wavelength position of the HOMOLUMO levels, etc.) due to their chemical structure. The molecular architecture of this type of copolymer is based on chaining of donor repeating units (D) and acceptor (A) of electrons. In this work, poly[9,9-bis(3′-(tert-butyl propanoate))fluorene-co-4,7- (2,1,3-benzothiadiazole) - (PFeBT) was synthesized by the Suzuki route and characterized by different techniques to assess the structural and photophysical characteristics such as infrared spectroscopy (IR), nuclear magnetic resonance (1H NMR) spectroscopy, absorption in the ultraviolet - visible region, and emission spectroscopy. The structural properties enabled the elucidation of the chemical structure of the polymer and the intermediates synthesized. The photophysical properties facilitated the evaluation of the internal transfer process load among the repeating units (D - A) polymer. The study results demonstrate the application of the concept of molecular engineering for the purpose of obtaining a material with properties synthetically designed and defined by their chemical composition. The copolymer of the absorption spectrum in chloroform solution showed two bands characteristics, related to the transition π → π* states S0 → S4 (λabs = 321 nm) and the transition S0 → S1 (λabs = 450 nm), related to the process charge of internal transfer (ICT) between the donor and acceptor. When analyzing the emissive material properties is observed only an emission located at 532 nm, regardless of whether the material is excited at a wavelength on the π → π* transitions and / or ICT.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/8853
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