Dispositivos electrocrómicos a base de poli (3-hexiltiofeno) y sus compositos con nanocristales de celulosa

La sociedad ha encontrado nuevos materiales para mejorar las propiedades de los ya conocidos mediante la formación de materiales compositos. Así mismo, ha desarrollado investigaciones sobre tecnologías que ayudan al medio ambiente. P3HT se ha utilizado en los dispositivos electrocrómicos debido a sus excelentes propiedades y amplias aplicaciones, algunas de ellas: espejos de automóviles que se oscurecen automáticamente para eliminar reflejos molestos, ventanas de aviones que reducen la cantidad de luz que ingresa a la cabina, pantallas de visualización, gafas, ropa de camuflaje, entre otros [1]. Los dispositivos electrocrómicos contribuyen al ahorro de energía, lo que es de gran beneficio para el medio ambiente. Por otro lado, las nanopartículas de celulosa se caracterizan por ser materiales de refuerzo, tener un autoensamblaje que controla la dispersión matriz-partícula y tener alta resistencia, biocompatibilidad, alineación y orientación líquido-cristalina [2]. En este trabajo de investigación determinamos el efecto de la incorporación de cristales de celulosa en P3HT sobre sus propiedades y aplicación en dispositivos electrocrómicos. Para ello, el polímero P3HT se obtuvo por síntesis química oxidativa [3], y los cristales de celulosa por hidrólisis ácida [4]. Posteriormente, los compositos fueron sintetizados a diferentes concentraciones de cristales de celulosa en P3HT, con el fin de determinar la concentración más adecuada para los dispositivos electrocrómicos. Se formaron películas delgadas mediante la técnica de revestimiento por rotación. Las muestras se caracterizaron mediante análisis UV-Visible (UV- Vis), microscopio electrónico de barrido de emisión de campo (FESEM), rayos X y voltamperometría cíclica (CV). Finalmente, con los compositos obtenidos se construyeron y caracterizaron dispositivos electrocrómicos simples. La incorporación de cristales de celulosa a P3HT mejoró el desempeño en dispositivos electrocrómicos simples, se logró un mayor contraste óptico bajo cierta concentración de celulosa.

Society has found new materials to improve the properties of those already known through the formation of composite materials. Likewise, the society has developed research on technologies that help the environment. P3HT has been used in electrochromic device due to its excellent properties and wide applications, some of them being: car mirrors that automatically darken to eliminate disturbing reflections, airplane windows that reduce the amount of light entering the cabin, display screens, goggles, camouflage clothing, among others [1]. Electrochromic devices contribute to energy savings, which is of great benefit to the environment. On the other hand, cellulose nanoparticles are characterized by being reinforcing materials, having a self-assembly that controls the matrix-particle dispersion, and having high strength, biocompatibility, alignment and liquid-crystalline orientation [2]. In this research work we determine the effect of the incorporation of cellulose crystals in P3HT on its properties and application in electrochromic devices. For this, the P3HT polymer was obtained by oxidative chemical synthesis [3], and the cellulose crystals by acid hydrolysis [4]. Subsequently, the composites were synthesized at different concentrations of cellulose crystals in P3HT, in order to determine the most suitable concentration for electrochromic devices. Thin films were formed by spin-coating technique. Samples were characterized by UV-Visible (UV-Vis), Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM), X-ray, and Cyclic Voltammetry (CV) analysis. Finally, with the obtained composites, simple electrochromic devices were constructed and characterized. The incorporation of cellulose crystals to P3HT improved the performance in simple electrochromic devices, a higher optical contrast was achieved under a certain concentration of cellulose.