HAP integrados de NIR de doble canal con estado excitado híbrido local y de transferencia de carga

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química orgánica
• La fotofísica

Sus antecedentes:

• Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) poseen excelentes propiedades optoelectrónicas para aplicaciones ópticas.
• El logro de la fotoluminiscencia de infrarrojo profundo (NIR) (800-1700 nm) en los HAP es un desafío debido a las limitaciones de la brecha de energía.

Objetivo del estudio:

• Sintetizar y caracterizar nuevos HAP dopados con átomos de N con una configuración aceptor-donante-aceptor (A-D-A).
• Investigar las relaciones estructura-propiedad que rigen la emisión de NIR profundo en estos HAP.
• Explorar el potencial de estos materiales para aplicaciones ópticas avanzadas.

Principales métodos:

• Fácil vía de perifusión tipo sándwich para la síntesis de HAP.
• Análisis cristalográfico de rayos X para determinar las estructuras moleculares.
• Análisis espectroscópicos (absorción UV-Vis, fluorescencia) y cálculos teóricos para el estudio de las propiedades electrónicas y fotofísicas.

Principales resultados:

• Se han sintetizado con éxito tres HAP N-dopados (APAH-a-c) con configuración A-D-A.
• APAH-b y APAH-c con núcleo retorcido exhibieron doble emisión y carácter híbrido local y de transferencia de carga (HLCT).
• Estas moléculas mostraron una emisión desplazada al rojo de hasta ~ 975 nm con un aumento de la polaridad del disolvente, lo que demuestra el solvatocromismo.
• Planar APAH-a carece de carácter de transferencia de carga (CT) y solvatocromismo, destacando la importancia de la no planaridad y el dopaje de N.

Conclusiones:

• La no planaridad esquelética y el dopaje de N promueven sinérgicamente la formación de estados excitados de HLCT para la emisión de NIR profundo.
• El ajuste fino de la geometría del marco π es una estrategia viable para desarrollar derivados de HAP emisores profundos de NIR.
• Estos hallazgos allanan el camino para nuevos materiales basados en HAP para aplicaciones NIR profundas como la bioimagen y los láseres.