Materiales moleculares avanzados derivados de nuevos metalomesógenos de pd (II) y pt (II) para aplicaciones tecnológicas

  1. CUERVA DE ALAIZ, CRISTIAN
Dirigida por:
  1. Mercedes Cano Esquivel Directora
  2. José Antonio Campo Santillana Director

Universidad de defensa: Universidad Complutense de Madrid

Fecha de defensa: 11 de septiembre de 2017

Tribunal:
  1. Emilio Morán Miguélez Presidente
  2. Reyes Jiménez Aparicio Secretario
  3. Manuel Bardají Luna Vocal
  4. José Luis Serrano Ostáriz Vocal
  5. María Cristina Lagunas Castedo Vocal
Departamento:
  1. Química Inorgánica

Tipo: Tesis

Resumen

Los metalomesógenos (cristales líquidos conteniendo metales) constituyen una excelente oportunidad para diseñar nuevos materiales avanzados. La posibilidad de combinar el ordenamiento supramolecular de los cristales líquidos con las propiedades derivadas del centro metálico (fotoluminiscencia, electroluminiscencia, magnetismo, etc.) abre un amplio abanico de posibles aplicaciones en campos como el de la energía, la optoelectrónica o la medicina. Hoy en día, el diseño de nuevas especies que tengan una alta estabilidad térmica y propiedades mejoradas supone uno de los mayores retos a la hora de preparar estos materiales. En este trabajo se describen nuevos compuestos del tipo piridil e isoquinolinilpirazol que contienen grupos alquiloxifenil con cadenas alifáticas extensas. Los pirazoles han sido estratégicamente diseñados para ser usados como bloques de construcción de nuevos metalomesógenos de Pd(II) y Pt(II) con geometría plano cuadrada. Su coordinación como ligandos pirazol o pirazolato ha permitido generar moléculas con forma de disco, que son adecuadas para lograr el ordenamiento supramolecular requerido en las mesofases columnares. La longitud de las cadenas alifáticas, la naturaleza de los ligandos, el centro metálico y la introducción de asimetría juegan un papel fundamental en las propiedades mesomórficas de estos compuestos. La mayor parte de los derivados de Pt(II) se comportan como materiales luminiscentes. Los compuestos muestran un peculiar comportamiento cromoactivo asociado con el establecimiento de interacciones intermoleculares. Así, cuando las moléculas se encuentran separadas por una gran distancia, emiten luz verdosa. Sin embargo, los agregados de Pt(II) producen una emisión anaranjada que es atribuida a la presencia de transiciones de carga metal metal ligando desde estados excitados triplete. También se observan interesantes propiedades luminiscentes en la mesofase. Los compuestos de Pt(II) se autoensamblan formando agregados a temperaturas próximas al punto de fusión, generando una emisión brillante de color anaranjado. Por otro lado, el comportamiento luminiscente de los nuevos compuestos de Pt(II) puede ser controlado mediante la aplicación de diferentes estímulos externos, tales como presión, temperatura o fricción mecánica. Aprovechando estas propiedades y la facilidad de procesado de los cristales líquidos, se han preparado materiales poliméricos capaces de generar una respuesta crómica similar a la observada en los compuestos de partida. Estas características evidencian la utilidad de estos materiales para aplicaciones reales como sensores de temperatura y presión. Los compuestos de Pt(II) también presentan comportamiento electroluminiscente. Sobre esta base, se han fabricado varios dispositivos OLED utilizando uno de ellos como agente dopante. Los resultados descritos en este trabajo podrían resultar de gran interés en el diseño de nuevos dispositivos de emisión de luz blanca. Por último, se han analizado las propiedades eléctricas de los compuestos de Pd(II) y Pt(II) mediante espectroscopia de impedancia a temperatura variable. Los resultados revelan que todas las especies se comportan como materiales aislantes en estado sólido. Sin embargo, la conductividad incrementa notablemente cuando se alcanza la temperatura de fusión, lo que pone de manifiesto la presencia de canales continuos en la mesofase. Sorprendentemente, el mecanismo de conducción parece estar relacionado con una transferencia protónica que ocurre a temperaturas próximas al punto de fusión, y que podría asociarse con la existencia de enlaces de hidrógeno en estos derivados. En resumen, se han obtenido nuevos metalomesógenos de Pd(II) y Pt(II) que presentan mesofases estables en un amplio rango de temperaturas y que, además, muestran interesantes propiedades de utilidad en la fabricación de sensores, sondas fluorescentes, dispositivos OLEDs y células de combustible.