Deciphering the optical and vibrational properties of stimuli-responsive pi-conjugated molecules: A joint experimental and theoretical study
- Autores: Sara Fernández Palacios Campos
- Directores de la Tesis: María Moreno Oliva (dir. tes.), M. Carmen Ruiz Delgado (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Málaga ( España ) en 2024
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Teresa Pineda Rodríguez (presid.), Sandra Rodríguez González (secret.), María Antonia Herrero Chamorro (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Química y Tecnologías Químicas. Materiales y Nanotecnología por la Universidad de Málaga
- Materias:
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- Tesis en acceso abierto en: RIUMA
- Resumen
En la presente Tesis doctoral se realiza un estudio experimental y teórico de diferentes familias de compuestos que tienen en común ser materiales sensibles a estímulos externos, tanto piezocrómicos como fotocrómicos principalmente. Todos estos sistemas son moléculas pi-conjugadas que se engloban dentro del campo de la electrónica orgánica, teniendo diversas aplicaciones entre las que destacan sensores químicos o físicos. Para ello, se han realizado experimentos de espectroscopía electrónica de absorción y emisión UV-Vis de muestras sólidas y líquidas y espectroscopía Raman en condiciones de presión y temperatura variable. Para una mejor comprensión de los resultados experimentales, se ha realizado un estudio teórico con cálculos químico-cuánticos basados en la teoría DFT. La discusión de resultados se ha dividido en cinco apartados en función de las familias y características estudiadas en cada caso. En el primer capítulo de resultados el objetivo es comprender el proceso de isomerización E/Z en sistemas basados en acilhidrazonas, bajo la acción de estímulos externos como la luz y la temperatura. En el segundo capítulo de resultados, se investiga la flexibilidad conformacional de una molécula mecanocrómica dadora-aceptora-dadora en forma de U. Se han estudiado en profundidad dos confórmeros con distintos ángulos diedros entre la unidad dadora y aceptora que proporcionan a la molécula distintas propiedades fotofísicas. En este caso, se ha analizado el efecto de la presión y la temperatura en la estructura molecular con espectroscopía Raman. Además, se han estudiado las propiedades de absorción de dos fotones y su capacidad como sensor de medios ácidos. En el tercer capítulo de resultados, se ha investigado el impacto que tiene el patrón de sustitución en derivados de 9,10-divinilantraceno a nivel inter- e intramolecular. Se han registrado los espectros Raman al someter a los compuestos a presión y temperatura variables, además de un estudio de sus propiedades fotofísicas con temperatura variable de las muestras en disolución. En el cuarto capítulo de resultados, se evalúa el papel de interacción intermolecular desempeñado en compuestos basados indolilbenzotiadiazol con diversos sustituyentes en el anillo de indol. Esta familia se dividió en dos grupos dependiendo de la posición del sustituyente, el interés estaba en comprender el efecto que la presión ejerce sobre la forma de empaquetamiento de estos compuestos al variar el perfil de sustitución sobre el esqueleto central. En el quinto y último capítulo de resultados se estudia cómo afectan los cambios estructurales moleculares inducidos en un fluoróforo mecanosensible intramolecularmente apilado. Este compuesto presenta propiedades piezocrómicas en dos pasos y mediante la espectroscopia Raman a presión variable hemos estudiado como se modifica la estructura tras la aplicación de este estímulo externo en el que se produce un acercamiento de las unidades de pireno que lo componen. En todos los casos, la espectroscopía Raman se presenta como una técnica apropiada para conocer los cambios estructurales en moléculas pi-conjugadas sensibles a estímulos externos, con la ventaja de que es una técnica no destructiva y con un alto potencial.
