Fisión singleta en un bicromóforo flexible con control estructural y dinámico

Área de la Ciencia:

• La fotoquímica
• Ciencias de los materiales
• Química Física

Sus antecedentes:

• La fisión de singlet (SF) convierte un excitón singlet de alta energía en dos excitones triplet de baja energía, lo que promete una mayor recolección de energía solar.
• La comprensión de la cascada compleja y los factores que limitan la eficiencia de los SF sigue siendo un desafío importante.

Objetivo del estudio:

• Investigar la influencia del acoplamiento entre cromóforos y la conformación molecular en la dinámica de la fisión de singlet.
• Aclarar el papel de los efectos del disolvente y de la agregación en el control de las vías y la eficiencia del SF.

Principales métodos:

• Utilizó un dímero de pentaceno con un espaciador de éter de corona flexible para ajustar el acoplamiento de los intercromóforos a través de la agregación inducida por solvente y la unión de cationes.
• Se han realizado estudios espectroscópicos con resolución temporal en escalas de tiempo de femtosegundos a microsegundos.
• La polaridad, la viscosidad y la longitud de onda de excitación del disolvente varían sistemáticamente.

Principales resultados:

• El acoplamiento alto de los intercromóforos dio lugar a un SF ultrarrápido (< 2 ps), independiente de la polaridad del disolvente, impulsado por modos intramoleculares.
• El acoplamiento bajo de los intercromóforos condujo a un SF más lento (∼500 ps) dependiente de la viscosidad, produciendo estados de pares triplet distintos.
• La distinción espectroscópica de los tipos de pares triplet permitió determinar su contribución a la eficiencia general del SF.

Conclusiones:

• Las restricciones de conformación molecular y la dinámica controlada son clave para mejorar la eficiencia general del SF.
• El estudio proporciona una imagen coherente de la cascada SF, diferenciando las vías en función de la fuerza de acoplamiento y los factores ambientales.