Estudio y aplicacion de sistemas moleculares y nanomateriales organicos electroquimioluminiscentes

Abstract

En el presente trabajo de tesis se abordan estudios aplicando la técnica deelectroquimioluminiscencia (EQL) con el objetivo desarrollar, estudiar y proyectarsistemas orgánicos EQL que presenten altos rendimientos quánticos de emisión ycaracterísticas generales que los conviertan de utilidad práctica en el campo de laquímica analítica y la optoelectrónica. El trabajo fue dividido en dos líneas deinvestigación, por un lado se desarrollaron y estudiaron materiales EQL y por otro lado,se desarrolló una técnica analítica EQL con el potencial de detectar herbicidas de usomasivo en la Argentina A fin de poder caracterizar los fenómenos EQL de los sistemas desarrollados, setrabajó en el diseño, construcción y puesta a punto del equipamiento necesario paragenerar y detectar señal EQL. En primer lugar, se presentan resultados relacionados connanoestructuras de nitruro de carbono (CNP) con diferentes características químicas,morfológicas y propiedades optoeléctricas que permitan correlacionar su emisión EQLcon su estructura molecular. Para ello se obtuvieron CNPs por dos vías sintéticasdiferentes, una del tipo ascendente, la cual utiliza precursores moleculares (CNBU) y otradel tipo descendente (CNTD) que utiliza como material de partida nitruro de carbonomasivo. Una vez purificadas, a cada nanomaterial se le realizaron caracterizacionesfotofísicas, electroquímicas, morfológicas y estructurales. En base a los resultadosobtenidos, se establecieron relaciones entre su morfología y sus propiedadesfisicoquímicas. Los resultados revelaron que por la síntesis ascendente, nanopartículasobtenidas fueron de morfología esferoidal mientras que, por la estrategia de síntesisdescendente, se obtuvieron nanoestructuras con morfología del tipo laminar. A su vez,ambas estructuras presentan propiedades fisicoquímicas similares. Sin embargo, seencontró que solo las CNBU tienen capacidad de emisión de señal EQL La segunda línea de desarrollo de materiales EQL, se basó en el diseño denuevos luminóforos orgánicos EQL a partir de moléculas de pireno (Py). Por medio de lafuncionalización de Py se buscó mejorar la estabilidad química de sus especies cargadas,evitar la formación de excímeros, que afectan el rendimiento EQL, y así modular suspropiedades EQL. Se sustituyó el núcleo Py con grupos voluminosos derivados delcarbazol y de la trifenilamina con espaciadores conjugados, obteniéndose dos nuevossistemas dendriméricos (Py-CBZ y Py-TPA) con capacidad de generar EQL. Losresultados obtenidos demostraron que por medio de la ingeniería molecular es posibledesarrollar nuevos luminóforos EQL con propiedades mejoradas y elevados rendimientoscuánticos de EQL.