EFEITO DA PRESENÇA DE PEQUENAS QUANTIDADES DE ÁGUA SOBRE AS PROPRIEDADES FERROMAGNÉTICAS DO POLI-3-METILTIOFENO


Alessandra A. Correa (PG)1, Adilson J. A. de Oliveira (PQ)2, Wilson. A. Ortiz (PQ)2, Lygia Walmsley (PQ)3, Luis O. S. Bulhões (PQ)1 e Ernesto C. Pereira (PQ)1

1 Laboratório Interdisciplinar de Eletroquímica e Cerâmica – LIEC – DQ – UFSCar

2 Grupo de Supercondutividade e Magnetismo - Departamento de Física – UFSCar

3 Departamento de Física – Instituto de Geociências e Ciências Exatas – UNESP

C.P. 676 – CEP 13565-905 – São Carlos – SP

e-mail: decp@power.ufscar.br


Palavras-chave: poli-3-metiltiofeno, ferromagnetismo, água


O grande interesse em pesquisar polímeros condutores é naturalmente devido à diversidade de aplicações desses materiais. Propriedades magnéticas importantes têm sido relatadas para o poli-3-metiltiofeno [1-2]. Nestes estudos foi observado um efeito das condições de preparação sobre estas propriedades magnéticas.

O objetivo deste trabalho é mostrar as diferenças na histerese ferromagnética em amostras de poli-3-metiltiofeno preparadas na presença e na ausência de água. As amostras foram obtidas em temperatura ambiente, sendo parcialmente dopadas e livres de partículas metálicas, portanto a histerese ferromagnética observada é intrínsica e não algum tipo de contaminação.

O poli-3-metiltiofeno foi preparado eletroquimicamente a 25o C em solução de LiClO4 em acetonitrila (0,1M) e na presença de 0,1M de monômero. Foram preparadas amostras sem adição de água e com a adição de 200 ppm de água. Para a preparação das amostras foi aplicado um potencial constante de 1,48 V e a quantidade de carga total foi fixada em 100 C. A preparação do polímero foi realizada em um potenciostato-galvanostato EG&G PARC modelo 273. Para estas condições o potencial de circuito aberto da célula eletroquímica (Voc) era 0,80 V, indicando que no final da eletrólise, o polímero estava no estado oxidado. O polímero foi então lavado com solução de LiClO4 em acetonitrila 0,1 M para remover os oligômeros solúveis. Realizou-se, então, a redução parcial do polímero, sendo que o estado de redução foi controlado medindo-se o potencial de circuito aberto no final de cada passo de redução. As amostras foram reduzidas até o potencial de circuito aberto de 0,35 V Este potencial foi escolhido porque em trabalhos anteriores observou-se que as amostras reduzidas até este potencial possuíam melhores valores de remanência. Após a redução, a amostra polimérica foi raspada do eletrodo de trabalho (Pt) e o pó resultante foi lavado com acetonitrila, seco e prensado, com 3,0 toneladas, na forma de pastilha. Observou-se que não havia contaminação com partículas metálicas magnéticas através de análise de espectrometria de absorção atômica em forno de grafite. As medidas magnéticas foram feitas em 300 K, usando um magnetômetro Quantum Design SQUID, modelo MPMS-5S.

O comportamento da magnetização (M) em função do campo magnético (H) foi estudado para amostras preparadas na presença e ausência de água. A Figura 1 (a) mostra a curva total de magnetização, sendo que os círculos representam a amostra preparada na ausência de água, e os triângulos a amostra preparada na presença de água. Na Figura 1(b) tem-se a representação da curva de forma ampliada. Observou-se, através das curvas de histerese, que o comportamento ferromagnético não aparece na amostra toda, tem-se também uma contribuição diamagnética sobreposta a curva ferromagnética, manifestada como uma linha reta de inclinação negativa de M(H). A adição de água aumenta o valor do campo coercivo, sendo que os valores para a amostra preparada na ausência e presença de água foram: 21 Oe e 130 Oe, respectivamente. Possivelmente este efeito está associado a uma variação do tamanho das cadeias poliméricas, uma vez que a reação dos cátions radicais com a água leva a reações de terminação de cadeia. Desta forma, o número de domínios ferromagnéticos por unidade de volume seriam maiores, levando a um aumento do campo coercivo da amostra.


(a)


(b)


Figura 1: (a) representação da curva de magnetização completa para amostras preparadas na presença e na ausência de água; (b) porção central dos ciclos magnéticos.


Estudou-se o comportamento ferromagnético nas duas amostras de poli-3-metiltiofeno, no entanto, aquela que foi preparada com a adição de uma pequena quantidade de água apresentou comportamento melhor, pois o campo coercivo é bem maior.


[1] Nalwa, H. S. Phys. Rev. B, 39: 5964, 1989.

[2] Tourillon, G.; Gourier, D.; Garnier, P. & Vivien, D. J. Phys. Chem., 88: 1049, 1984.


[FAPESP, PRONEX, PADCT-III]