Registro fonte: Eletrossíntese de um polímero D-A-D contendo benzotiadiazol com potencial para aplicação em dispositivos eletrocrômicos

Eletrossíntese de um polímero D-A-D contendo benzotiadiazol com potencial para aplicação em dispositivos eletrocrômicos

Conjugated polymers have been standing out as a new generation of electrochromic materials, featuring low response time, high coloration efficiency, ability to changing their optoelectronic properties through chemical structure and the development of flexible devices. The design of the chemical stru...

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Autor principal:	Stival, Uesley Antonio
Formato:	Dissertação
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2021
Assuntos:	Polímeros conjugados Eletroquímica Optoeletrônicas Polímeros - Propriedades ópticas Análise espectral Conjugated polymers Electrochemistry Optoelectronics Polymers - Optical properties Spectrum analysis CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA Química
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26310
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id	riut-1-26310
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spelling	riut-1-263102021-11-09T06:06:07Z Eletrossíntese de um polímero D-A-D contendo benzotiadiazol com potencial para aplicação em dispositivos eletrocrômicos Electrosynthesis of a D-A-D polymer containing benzothadiazole with potential for application in electrochromic devices Stival, Uesley Antonio Floriano, Joao Batista https://orcid.org/0000-0002-1799-9717 http://lattes.cnpq.br/0212119911643435 Rodrigues, Paula Cristina https://orcid.org/0000-0002-9712-6149 http://lattes.cnpq.br/2140595408768900 Marchiori, Cleber Fabiano do Nascimento https://orcid.org/ 0000-0003-0377-3669 http://lattes.cnpq.br/1636748160401522 Floriano, Joao Batista https://orcid.org/0000-0002-1799-9717 http://lattes.cnpq.br/0212119911643435 Rodrigues, Paula Cristina https://orcid.org/0000-0002-9712-6149 http://lattes.cnpq.br/2140595408768900 Mello, Regina Maria Queiroz de https://orcid.org/0000-0003-2325-2350 http://lattes.cnpq.br/4496761001056649 Polímeros conjugados Eletroquímica Optoeletrônicas Polímeros - Propriedades ópticas Análise espectral Conjugated polymers Electrochemistry Optoelectronics Polymers - Optical properties Spectrum analysis CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA Química Conjugated polymers have been standing out as a new generation of electrochromic materials, featuring low response time, high coloration efficiency, ability to changing their optoelectronic properties through chemical structure and the development of flexible devices. The design of the chemical structure may involve the combination of electron-rich and deficient units (donor-acceptor concept) generating an internal charge transfer that allows fine-tuning of optoelectronic properties. One of the synthesis methodologies involve the polymerization electrochemically conducted on the surface of an electrode, allowing the control of the characteristics of the synthesized thin films, as well as a higher degree of purity and reproducibility in a fast and relatively simple process. In this study, the electrosynthesis and optical, electrochemical and morphological properties of a D-A-D polymer, Poly(4,7- di(thiophen-2-yl)-2,1,3-benzothiadiazole) – PTBT and its performance as active material on a electrochromic solid-state device, were analyzed. Electrochemical analysis revealed n-doping in the presence of NBu4+ cations, as well as an ion-trapping effect in electrolyte containing lithium ions, as also observed by the irreversible change in the absorption spectrum. Spectroelectrochemical measurements revealed the electrochromic activity at positive potentials (optical contrasts of 19% at 560 nm and 54% at 1000 nm), with a color change from purple-blue (neutral state) to a state of higher transmittance (oxidized state). It was observed that changes in morphology might be obtained as a function of the parameters or electrochemical synthesis methods. Preliminary analyzes performed with flexible solid-state electrochromic device based on PTBT demonstrated promising values of coloration efficiency at 450 nm, of 49 cm2 C-1. Polímeros conjugados vêm se destacando como uma nova geração de materiais eletrocrômicos, apresentando como características um baixo tempo de resposta, elevada eficiência de coloração, a mudança de suas propriedades optoeletrônicas através da estrutura química e o desenvolvimento de dispositivos flexíveis. O design da estrutura química pode envolver a combinação de unidades ricas e deficientes em elétrons (conceito doador-aceitador) gerando uma transferência interna de carga na estrutura que permite um ajuste fino das características optoeletrônicas. Uma das metodologias de síntese envolve a polimerização na superfície de um eletrodo conduzida eletroquimicamente, que permite o controle das características dos filmes finos sintetizados, bem como maior grau de pureza e reprodutibilidade, em um processo rápido e relativamente simples. Neste estudo, foram analisadas a eletrossíntese e as propriedades ópticas, eletroquímicas e morfológicas de um polímero D-A-D, Poli(4,7-di(tiofen-2-il)-2,1,3-benzotiadiazol) – PTBT e sua atuação como material ativo na montagem de um dispositivo eletrocrômico de estado sólido. A análise eletroquímica revelou a dopagem-n na presença de cátions NBu4+, bem como um efeito de ion-trapping em eletrólito contendo íons lítio, como também observada pela mudança irreversível no espectro de absorção. Medidas espectroeletroquímicas revelaram a atividade eletrocrômica em potenciais positivos (contrastes ópticos de 19% em 560 nm e 54% em 1000 nm), com mudança de roxoazulado (neutro) para um estado de maior transmitância (oxidado). Foi observado que mudanças na morfologia dos filmes podem ser obtidas em função dos parâmetros ou métodos eletroquímicos de síntese. Análises preliminares realizadas na construção de um dispositivo eletrocrômico flexível de estado sólido baseado no PTBT demonstraram valores promissores de eficiência de coloração, em 450 nm, de 49 cm2 C-1. 2021-11-08T15:13:38Z 2021-11-08T15:13:38Z 2021-07-21 masterThesis STIVAL, Uesley Antonio. Eletrossíntese de um polímero D-A-D contendo benzotiadiazol com potencial para aplicação em dispositivos eletrocrômicos. 2021. Dissertação (Mestrado) Química - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26310 por openAccess http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Químíca UTFPR
institution	Universidade Tecnológica Federal do Paraná
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description	Conjugated polymers have been standing out as a new generation of electrochromic materials, featuring low response time, high coloration efficiency, ability to changing their optoelectronic properties through chemical structure and the development of flexible devices. The design of the chemical structure may involve the combination of electron-rich and deficient units (donor-acceptor concept) generating an internal charge transfer that allows fine-tuning of optoelectronic properties. One of the synthesis methodologies involve the polymerization electrochemically conducted on the surface of an electrode, allowing the control of the characteristics of the synthesized thin films, as well as a higher degree of purity and reproducibility in a fast and relatively simple process. In this study, the electrosynthesis and optical, electrochemical and morphological properties of a D-A-D polymer, Poly(4,7- di(thiophen-2-yl)-2,1,3-benzothiadiazole) – PTBT and its performance as active material on a electrochromic solid-state device, were analyzed. Electrochemical analysis revealed n-doping in the presence of NBu4+ cations, as well as an ion-trapping effect in electrolyte containing lithium ions, as also observed by the irreversible change in the absorption spectrum. Spectroelectrochemical measurements revealed the electrochromic activity at positive potentials (optical contrasts of 19% at 560 nm and 54% at 1000 nm), with a color change from purple-blue (neutral state) to a state of higher transmittance (oxidized state). It was observed that changes in morphology might be obtained as a function of the parameters or electrochemical synthesis methods. Preliminary analyzes performed with flexible solid-state electrochromic device based on PTBT demonstrated promising values of coloration efficiency at 450 nm, of 49 cm2 C-1.
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