Fabricação e caracterização topográfica de nanoporos e nanopostes de polianilina obtidos pela técnica de litografia por nanoimpressão via carimbo replicador.

Abstract

O uso da polianilina (PAni) como material ativo de dispositivos eletrônicos tem crescido nas últimas décadas devido, principalmente, a sua facilidade de síntese, seu processamento via solução e suas propriedades semicondutivas. Mais do que isso, a possiblidade de fabricação de nanodispositivos desse polímero, via técnicas simples e de baixo custo, tornam seus interesses científico, tecnológico e comercial ainda mais atraentes. Neste trabalho é apresentada a fabricação inédita de estruturas de poros e postes de PAni obtidas a partir da técnica de carimbo replicador em escala nanométrica ou, simplesmente, litografia por nanoimpressão. Poros (diâmetro  400 nm e profundidade  160 nm) e postes (diâmetro  120 nm e altura  75 nm) em filmes auto sustentáveis desse polímero foram obtidos a partir da deposição de PAni em “carimbos” de poli-dimetilsiloxano (PDMS), também conhecidos como silicone. No primeiro caso, i.e. nanoporos de PAni, os carimbos de PDMS foram preparados usando-se como molde filmes de poliestireno (PS) com estrutura de nanoporos obtidas, por sua vez, a partir da técnica de respiração. Já no segundo caso, i.e. nanopostes de PAni, o procedimento experimental foi o mesmo, mas o molde de PS foi substituído pela superfície com nanopostes encontrada na asa da cigarra. A topografia de superfície das estruturas produzidas foi caracterizada por meio de imagens de Microscopia de Força Atômica (AFM) e técnicas de visão computacional. Os resultados mostram que há uma regularidade na distribuição dos poros e postes de PAni e, além disso, que independente do arranjo, poro ou poste do molde utilizado, o diâmetro das nanoestruturas de PAni ficou praticamente idêntico às estruturas originais. Já a altura dos nanopostes, provavelmente devido a efeitos de solventes, diminuiu ca. 60% em relação à estrutura da asa da cigarra, enquanto a profundidade dos nanoporos aumentou ca. 120%. Finalmente, os nanoporos e os nanopostes produzidos apresentaram um arranjo 2D quasi hexagonal, com distância média entre poros de 200 nm e entre postes de 50 nm. Os resultados obtidos não deixam dúvidas quanto ao potencial que a técnica de carimbo replicador apresenta para fabricação de nanoestruturas tridimensionais e semicondutivas de PAni.