Nanofibras poliméricas com a adição de óxido de grafeno reduzido para aplicação em dispositivo piezoelétrico e sensor de gás

Abstract

Neste trabalho foram produzidas nanofibras constituídas de poli(fluoreto de vinilideno) (PVDF) e poli(álcool vinílico) (PVA) com o aditivo óxido de grafeno reduzido (rGO), visando a aplicação em sensor de gás e dispositivo piezoelétrico. Para isso, preparou-se soluções de PVDF com o aditivo rGO e de PVA com rGO em diferentes concentrações e por meio da técnica de eletrofiação nanofibras foram obtidas. Dessa forma, pôde-se analisar a influência do rGO nas fibras comparando-as com as fibras que continham apenas o polímero puro. Posteriormente, as nanofibras eletrofiadas foram analisadas através das caracterizações morfológica e estrutural, utilizando imagens de microscopia óptica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), e a técnica de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Além disso, para caracterização elétrica efetuou-se medidas elétrica DC através de medidas de corrente por tensão (I vs V) e corrente por tempo (I vs t) na presença de gás amônia e de um estímulo mecânico para avaliar seu potencial piezoelétrico. Dessa forma, determinou-se que as nanofibras de PVDF com 6% de rGO e as de PVA com 4% de rGO forneceram melhores respostas de detecção do gás amônia, sendo sensíveis a presença do gás. Além disso, as nanofibras com 2% e 4% rGO forneceram respostas piezoelétricas melhores quando as amostras sofreram compressão mecânica.

In this work, conserved poly(vinylidene fluoride) (PVDF) and poly(vinyl alcohol) (PVA) nanofibers were produced with the additive reduced graphene oxide (rGO), aiming at the application in gas sensors and piezoelectric devices. For this, I prepared solutions of PVDF with the additive rGO and of PVA with rGO in different concentrations, and through the electrospinning technique nanofibers were external. Thus, it was possible to analyze the influence of rGO on the fibers by comparing them with the fibers that contained only the pure polymer. Subsequently, the electrospun nanofibers were screened through morphological and structural characterizations, using optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM) images and the Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) technique. In addition, for electrical characterization, DC electrical measurements were performed by measuring current per voltage (I vs V) and current per time (I vs t) in the presence of ammonia gas and a mechanical stimulus to evaluate its piezoelectric potential. Thus, it was determined that PVDF nanofibers with 6% rGO and PVA with 4% rGO provide better ammonia gas detection responses, being sensitive to the presence of the gas. Furthermore, nanofibers with 2% and 4% rGO provided better piezoelectric responses when the presented characteristics were mechanical.