AbstractsBiology & Animal Science

Synthesis, characterization and nanostructuration of D-A systems based on Fc-PTM dyads

by Dayana Morales Acosta




Institution: Universitat Autònoma de Barcelona
Department:
Year: 2015
Keywords: Ciències Humanes
Record ID: 1128402
Full text PDF: http://hdl.handle.net/10803/288295


Abstract

La presente tesis se centrada en el campo de los materiales moleculares multifuncionales y más específicamente en el área de la electrónica molecular. El trabajo de investigación está enfocado en el diseño, síntesis y nanoestructuración de materiales moleculares basados en sistemas dadores-aceptores (D-A) de capa electrónica abierta. En él se ha estudiado cómo las propiedades electrónicas de las moléculas D-A se modifican cuando se pasa de la tridimensionalidad (3D) a la bidimensionalidad (2D), obtenida al nanoestructurar sobre una superficie metálica, en forma de monocapas auto-ensambladas (SAM), dichas moléculas dipolares. Además, se ha evaluado la influencia de la naturaleza de capa electrónica abierta presentada por éstas moléculas D-A en las propiedades electrónicas globales del sistema nanoestructurado. La primera parte del trabajo se ha dedicado al estudio del fenómeno de bistabilidad en estructuras 3D (solución y cristales), inducido por temperatura y disolventes, de los sistemas D-A basados en el ferroceno (unidad electron-dadora) unido covalentemente al radical policlorotrifenilmetil (unidad electron-aceptora) a través de un puente etilénico (Fc-PTM). En estado sólido, gracias a la metilación de las unidades de Fc, lo que mejora su capacidad dadora, un mayor porcentaje del estado de separación de cargas fue observado en comparación con la díada Fc-PTM no metilada. En solución al jugar con la polaridad del disolvente fue posible estabilizar el estado neutro o el estado zwitteriónico de la díada metilada e inclusive observar la coexistencia de ambos estados electrónicos usando disolventes con polaridad intermedia (acetona o THF). La segunda parte de la tesis se centra en el uso de diferentes métodos para la nanoestructuración bidimiensional de moléculas Fc-PTM en superficies de oro con el interés de estudiar sus propiedades electrónicas. Inicialmente se utilizó un enfoque de dos etapas. Las SAMs obtenidas resultaron no ser lo suficientemente robustas para llevar a cabo una caracterización electrónica fiable por lo cual se probó un enfoque de una sola etapa, obteniendo resultados exitosos. Todas las monocapas fueron caracterizadas utilizando diferentes técnicas de análisis de superficie como PM-IRRAS, XPS, TOF-SIMS, CA y AFM; y su estabilidad fue evaluada mediante CV. Para el estudio de la estructura electrónica de éstas SAMs de dipolos moleculares orientados en superficies, se utilizaron técnicas de radiación sincrotrón (PES, RPES y NEXAFS). La influencia de la estructura electrónica de capa abierta de la díada 1 sobre las propiedades electrónicas de los sistemas nanoestructurados fue analizada en comparación con la estructura electrónica de capa cerrada de 1H. Se concluyó que la dimensionalidad del sistema D-A Fc-PTM determina sus propiedades electrónicas al no observar bistabilidad en las nanoestructuras. La modificación del potencial de superficie por la presencia de las monocapas S1 y S1-H fue estudiada por KPFM, mostrando en ambos casos un incremento de la WF de los sustratos de oro utilizadas. La menor…