Nanocápsulas de polipirrol e polianilina : síntese e imobilização eletroquímica

Abstract

Resumo: As cápsulas utilizadas para liberação controlada podem ser empregadas na distribuição de fármacos, controle de substâncias, preservação de alimentos e materiais de autocura. Estas estruturas podem combinar as características do material de núcleo com o material de parede. Neste trabalho, o óleo de linhaça, um óleo secante com propriedade de formar um filme em contato com o oxigênio foi encapsulado por polímeros condutores, que apresentam comportamento estímulo responsivo. Para a confecção das cápsulas, foi utilizada a metodologia soft-template juntamente com a polimerização interfacial. Primeiramente uma emulsão foi formada contendo o óleo, água, surfactantes e o monômero dos polímeros. Estes monômeros foram oxidados com a adição de um agente oxidante, formando a parede da cápsula. Para melhor entender as propriedades eletroquímicas, eletrodos modificados foram confeccionados através da eletrodeposição cronoamperométrica de um filme de polímero condutor com a imobilização das cápsulas. Para o polímero condutor polipirrol, foi estudada a otimização dos parâmetros de síntese e imobilização, os quais mostraram que a melhor temperatura de síntese das cápsulas é de 25ºC, a melhor diluição para posterior imobilização é na proporção 1:5 volume/volume e a melhor carga utilizada na cronoamperometria é de 500 mC. Por sua vez, a síntese de cápsulas de polianilina foi estudada variando os tipos de surfactantes utilizados e a acidez, mostrando que o Tween 80 e o pH 2 são as melhores condições de síntese. Estas cápsulas, então, foram depositadas em eletrodos, também por método cronoamperométrico, passaram por caracterizações por voltametria cíclica, espectroscopia de impedância eletroquímica e foram submetidos a experimentos de liberação controlada do material do núcleo. As cápsulas apresentaram liberação em meio básico (pH 9) e perante aplicação de um potencial negativo (-0,2 V) esta liberação foi intensificada. Desta forma, por apresentar uma alteração frente à aplicação de potencial e à variação de acidez do meio, este nanomaterial foi considerado estímulo responsivo.

Abstract: Capsules used for controlled release can be applied in drug delivery, substance control, food preservation and self-healing materials. These structures can combine the characteristics of the core material with the shell material. In this work, linseed oil, a drying oil with the property of forming a film in contact with oxygen, was encapsulated by conductive polymers, which presents a stimulus-responsive behavior. For making the capsules, the soft-template methodology was used together with the interfacial polymerization. First, an emulsion was formed containing oil, water, surfactants and the monomer. These monomers were oxidized with the addition of an oxidizing agent, forming the capsule shell. To better understand the electrochemical properties, modified electrodes were made through the chronoamperometric electrodeposition of a conductive polymer film with immobilization of the capsules. For the polypyrrole conducting polymer, the optimization of the synthesis and immobilization parameters were studied, which showed that the best synthesis temperature of the capsules is 25ºC, the best dilution for subsequent immobilization is in the proportion 1:5 volume/volume and the best charge used in chronoamperometry is 500 mC. On the other hand, the synthesis of polyaniline capsules was studied varying the types of surfactants and the acidity, showing that Tween 80 and pH 2 are the best conditions for synthesis. These capsules, then, were deposited on electrodes, also by chronoamperometric method, were characterized by cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy and were also submitted in controlled release experiments of the core material. The capsules showed release at a basic medium (pH 9) and with the application of a negative potential (-0,2 V), the release was intensified. So, this nanomaterial was considered a stimulus responsive, as it presents a change in face of a potential application and the acidity variation of the medium.