Sintesi nanofibre di polianilina

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myttex

2021-05-06 17:43

Come riportato da Huang e Kaner [1] vorrei riportare una sintesi molto semplice e suggestiva fatta di recente: nanofibre di polianilina. Ovviamente da fare in un laboratorio vero asd Da Wikipedia possiamo leggere che la polianilina "è un polimero conduttore della famiglia dei polimeri ad asta semi-flessibile. Anche se il composto stesso è stato scoperto più di 150 anni fa, solo a partire dai primi anni 80 la polianilina ha catturato l'intensa attenzione della comunità scientifica, grazie alla riscoperta della sua elevata conducibilità elettrica". Basta fare una veloce ricerca in letteratura [2] per scoprire che si tratta di un polimero versatilissimo. Parliamo di interruttori molecolari (molecular switches): "con particelle d'oro di ∼2 nm coltivate su nanofibre di polianilina, il dispositivo può essere commutato dallo stato off a quello on a >= 3 V"; ma anche in sensoristica e in elettronica organica (organic electronics). Le proprietà delle nanofibre, inoltre, rispettano quelle della polianalina bulk, fornendo così innumerevoli vantaggi di miniaturizzazione. La sintesi è la seguente, e necessita dei seguenti reagenti: - Perossidisolfato d'ammonio (o persolfato d'ammonio)  [Perocoloso per la salute] [Ossidante] [Irritante] - Anilina   [Tossico] [Corrosivo] [Infiammabile] [Perocoloso per la salute] [Pericoloso per l'ambiente] - HCl 1 M  [Corrosivo] E' stato utilizzato un rapporto molare 4:1 anilina/persolfato. Una soluzione (A) di 20 mL HCl 1 M e 0,60 g (3,2 mmol) di anilina e una soluzione (B) di 20 mL HCl 1 M e 0,36 g (0,8 mmol) di persolfato di ammonio sono mescolati insieme e mescolati per 1 minuto e poi lasciati fermi. Dopo 2 min, la soluzione da incolore è diventata ciano, poi blu e infine nero scuro/smeraldo, colore caratteristico delle fibre di polianilina. La soluzione è stata tenuta a riposo per 12 ore in un becher coperto da parafilm, così da far andare la reazione di polimerizzazione, quindi è stata centrifugata a 4100 rpm per 20' a temperatura ambiente (25 °C); il solvente è stato decantato e le nanofibre sono state lavate 4 volte con acqua deionizzata (centrifugando ad ogni passaggio). Di seguito mostro il video dove viene mostrato il cambiamento di colore.

nanofibre-polianilina.jpg
nanofibre-polianilina.jpg
Sarebbe stato bello mettere anche le foto al SEM, ma non era agibile  *Tsk, tsk* Myt Riferimenti: [1] Huang, J., & Kaner, R. B. (2004). Nanofiber Formation in the Chemical Polymerization of Aniline: A Mechanistic Study. Angew. Chem. Int. Ed., 43(43), 5817–5821. doi: 10.1002/anie.200460616 [2] Li, D., Huang, J., & Kaner, R. B. (2009). Polyaniline Nanofibers: A Unique Polymer Nanostructure for Versatile Applications. Acc. Chem. Res., 42(1), 135–145. doi: 10.1021/ar800080n

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Geber

2021-05-07 07:53

Grande Myttex. Ottima sintesi.

I colori che si formano sono stupendi. L'anilina di base è incolore/giallo paglierino... L'ho vista anche diventare nero pece (il famoso nero di anilina) in bottiglie lasciate al tempo in angoli di vecchi laboratori.

Quando la dovevo usare e non era nuova mi toccava fare magie per recuperarla...

Non conoscevo questo polimero. Interessante.

Peccato non averle osservate con SEM... Ma sarà per un'altra volta :-)

I seguenti utenti ringraziano Geber per questo messaggio: myttex

EdoB

2021-05-07 12:57

L'anilina non la possiedo, ma un po' di acetanilide si, di HCl ovviamente ne ho, mi manca il persolfato... aggiungo questa sintesi alla lunga lista di cose da fare "prima o poi"

zodd01

2021-05-07 15:56

Le ammine aromatiche si degradano facilmente a contatto con aria, ossigeno, ioni metallici, luce, basi e acidi e miscele di tutti questi agenti.

Mercaptano

2021-05-07 17:26

zodd01 ha scritto:

Le ammine aromatiche si degradano facilmente a contatto con aria, ossigeno, ioni metallici, luce, basi e acidi e miscele di tutti questi agenti.

In sintesi si degradano pure se le osservi troppo a lungo e gli stai sulle balle asd

Geber

2021-05-07 17:36

Sì, hai ragione zodd01. Le ammine sono scandalose asd