Agregados de polímero conjugado em solução: Controle das interações entre cadeias

Apresentamos evidências de que o grau de interações entre cadeias e a morfologia em filmes de polímero conjugado podem ser controlados alterando a conformação das cadeias na solução da qual o filme é fundido. Experimentos de espalhamento de luz mostram que o tamanho físico das cadeias de polietileno-2-metoxi-5-(2'-etil-hexilóxido)-1,4-fenileno vinileno (MEH-PPV) pode variar por um fator de 2 em diferentes solventes, como clorobenzeno (CB) ou tetraidrofuran (THF). A fotoluminescência e a excitação dependente do comprimento de onda indicam que o MEH-PPV forma espécies agregadas com um espectro de absorção e luminescência que estão claramente deslocados para o vermelho em relação ao exciton intracadeia. O grau de agregação depende tanto da concentração quanto do solvente; para soluções com concentrações típicas das usadas na fundição por spin, os agregados representam uma fração significativa do número total de espécies no estado excitado. O rendimento quântico de fotoluminescência total depende tanto da restrição da conformação do polímero devido à escolha do solvente quanto da agregação em razão da concentração do polímero. Os agregados em estado excitado apresentam uma vida útil mais longa do que seus equivalentes de exciton intracadeia, conforme evidenciado por uma absorção transiente no infravermelho próximo em medidas de bombeamento-probe em femtossegundos e anisotropia. A memória da conformação da cadeia e a extensão da agregação do MEH-PPV em solução são transportadas para filmes fundidos. Assim, muitos resultados conflitantes apresentados sobre o grau de interações entre cadeias podem ser explicados ao notar que as amostras de filme em diferentes estudos foram fundidas a partir de soluções precursoras com diferentes solventes e concentrações. Em geral, uma escolha cuidadosa da solução (tanto solvente quanto concentração) pode ser usada para produzir filmes de MEH-PPV com interações entre cadeias desejadas para aplicações específicas em dispositivos.