Polianilin ve polidopamin kopolimerlerinin sentezi, PbI2 ile doplanması ve spektroskopik incelenmesi

Polianilin (PANİ); başta sensörler, güneş pilleri, süper kapasitörler olmak üzere bir dizi tıbbi, korozyon önleyici ve elektronik uygulama için umut verici özellikleri nedeniyle son yıllarda en dikkat çeken iletken polimerlerden biri olmuştur. PANİ ayrıca; biyouyumluluk, hidrofilik doğa, düşük toksisite, iyi çevresel stabilite ve basit sentez yöntemleri gibi önemli özelliklere de sahiptir. Polidopamin (PDA); güçlü yapışma, iyi esneklik, uzun süreli kararlılık, hidrofiliklik, foto termal özellikler ve biyouyumluluk gibi birçok farklı özelliğe sahiptir. PDA, biyomedikal, biyoalgılama, biyo-görüntüleme, antibakteriyel kaplama, UV-koruma, ilaç dağıtımı, doku mühendisliği, metal-iyon şelatlama ve katalizör malzemeleri gibi birçok araştırma alanında kullanılmaktadır. Kopolimerizasyon, polimerlerin çözünürlüğünü ve işlenebilirliğini geliştirmek için kullanılır ve kopolimerler homopolimerin bireysel özelliklerini içerir. Bu çalışmada, anilin ve dopamin monomerlerinden, polianilin (PANİ), polidopamin (PDA) homo polimerleri ve poli(dopamin-ko-anilin) (P(DA-ko-ANİ)) kopolimerleri 50:50, 25:75, 75:25 mol oranlarında, yükseltgen olarak amonyum persülfat kullanılarak kimyasal oksidasyon yöntemiyle sentezlenmiştir. Sentezlenen polimerler UV-gör. bölge absorpsiyon spektrokopisi, optik bant aralığı enerjileri, fluoresans (FL) emisyon spektrokopisi, FT-IR, SEM-EDS, MALDI-TOF-MS, XRD ile elektrik iletkenlikleri incelenmiştir. PANİ, PDA homo polimerlerinin ve P(DA-ko-ANİ) 50:50, 25:75 ve 75:25 kopolimerlerinin PbI2 ile doplaması yapılmıştır. PbI2 doplaması yapılan polimerler UV-gör. bölge absorpsiyon spektroskopisi ve FL emisyon spektroskopisi ile incelenmiştir. PANİ ve PDA homo polimerlerinin, ve P(DA-ko-ANİ) 50:50, 25:75 ve 75:25 kopolimerlerinin PbI2 ile doplaması yapılmıştır. PbI2 doplaması yapılan polimerler UV-gör. bölge absorpsiyon spektroskopisi ve FL emisyon spektroskopisi ile incelenmiştir. P(DA-ko-ANİ) kopolimerinin NMP ve DMF çözücülerinde kolaylıkla çözündüğü gözlenmiştir. PbI2 ile doplanmış ve doplanmamış polimerlerin UV-gör. bölge absorpsiyon verileri kullanılarak direk ve indirek geçişli bant aralığı enerjileri hesaplanmıştır. P(DA-ko-ANİ) 50:50 kopolimeri için elde edilen sonuçlar PDA ve PANİ polimerleri ile karşılaştırılmıştır. P(DA-ko-ANİ) polimer filminin direk geçişli optik bant aralığı enerjisi 3,40 eV ve direk geçişli optik bant aralığı enerjisi 1,00 eV olarak bulunmuştur. PbI2 doplandığında direk geçişli optik bant aralığı enerjisi 2,40 eV'a ve indirek geçişli optik bant aralığı enerjisi 0,40 eV'a düştüğü bulunmuştur. Fluoresans ölçümlerinde, P(DA-ko-ANİ) 50:50 kopolimeri FL emisyon maksimum bantları 390 ve 533 nm dalga boylarında gözlenmiştir. P(DA-ko-ANİ) 50:50 kopolimerine PbI2 bağlanma dengesi sabitleri, FL emisyon verileri kullanılarak Stern-Volmer ve Modifiye Stern-Volmer'e göre hesaplanmıştır. PbI2 bağlanmasının Stern-Volmer sabiti KSV değeri 1,57 x 104 M-1 olarak bulunmuştur. Bağlanma denge sabiti sabiti Ka, 3,02 x 107 M-1 olarak ve bağlanma sayısı n, 1,4211 olarak hesaplanmıştır. FL emisyon giderme yöntemine göre yapılan ölçümlerde PbI2, P(DA-ko-ANİ) 50:50 kopolimerine yüksek bağlanma denge sabitine sahip olguğu gözlenmiştir. SEM görüntülerinden P(DA-ko-ANİ) 50:50'nin asidik ortamda hazırlanan numuneleri 0-1500 nm kristal dikdörtgen partiküllere ve bazik ortamda hazırlanan numuneleri 0-600 nm amorf partiküllere sahip olduğu gözlemlenmiştir. PbI2 doplanan P(DA-ko-ANİ) 50:50 kopolimerinin XRD patterninde amorf faz gözlenmemiş ve yalnızca PbI2 kristallerinin XRD pikleri gözlenmiştir. P(DA-ko-ANİ) 50:50-Asit ve P(DA-ko-ANİ) 50:50-Baz formlarının elektriksel iletkenlikleri sırasıyla 2,25 x 10-5 ve 8,50 x 10-5 S/cm olarak ölçülmüştür. MALDI-TOF-MS ölçümlerinde kopolimerin ortalama molekül ağırlığı 2628 Da ve 5500 Da'a kadar dağılım gösterdiği bulunmuştur. NMP ve DMF çözücülerinde çözünebilen ve düşük optik bant aralığı enerjisine sahip P(DA-ko-ANİ) kopolimeri, biyomedikal uygulamalarda optik, fluoresans ve yarı iletken malzeme olarak kullanılabilir.