Películas orgánicas organizadas en sistemas nanoestructurados

Resumen

En la presente Memoria se estudia la organización molecular de compuestos orgánicos, tales como lípidos, colorantes, y calixarenos anfifílicos en películas de Langmuir en la interfase aire-agua. También se estudia la influencia de la organización molecular sobre las propiedades fotofísicas y ópticas de dichos compuestos orgánicos. La Tesis doctoral está constituida por una Introducción general y por el conjunto de trabajos publicados, o pendientes de publicación, por el Doctorando. En la Introducción se hace una revisión general de la preparación de películas de Langmuir, de las técnicas de caracterización empleadas, y de los aspectos y modelos teóricos para la caracterización espectroscópica de las películas objeto de estudio. La relación de artículos se ha distribuido en tres capítulos atendiendo a los diferentes temas específicos en que dichos artículos pueden encuadrarse. Estudio del colapso de monocapas formadas por lípido y porfirina. En esta parte, el estudio del colapso de una película formada por DOMA y TSPP ha permitido establecer limitaciones al uso de la teoría NGC clásica en la formación de estructuras tridimensionales en la interfase. También ha arrojado luz sobre los factores que influyen en la reversibilidad del colapso de este tipo de películas, como son la línea de tensión de los dominios tridimensionales formados o la presencia de regiones donde persista la monocapa bidimensional al final del colapso de la película. Organización lateral en monocapas formadas por lípidos y colorantes. En esta parte se ha descubierto que la relación entre las áreas que ocupan las cadenas hidrófobas y los grupos polares cromóforos es un factor crucial en la formación de películas estables de mezclas de colorantes anfifílicos y lípidos, y en el control de la agregación de dichos colorantes en la interfase. Así mismo, se ha demostrado que este tipo de sistemas pueden formar estructuras ópticamente heterogéneas que se organizan en forma de cristal líquido bidimensional. Calixarenos anfifílicos y sus complejos de inclusión con fullereno en la interfase aire-agua. En esta última parte se muestra cómo se ha sintetizado un nuevo calixareno anfifílico monosustituido que, a diferencia de otros calixarenos, forma monocapas homogéneas y estables en la interfase aire-agua. También se ha sintetizado el complejo de inclusión de este calixareno y fullereno en proporción 2:1, CFC, que también es capaz de formar monocapas estables. Las monocapas formadas por ambos compuestos presentan morfologías diferentes, debido a la distinta orientación respecto a la interfase de las moléculas de calixareno en uno y otro sistema. Dado que el fullereno es un buen aceptor de electrones, el CFC tiene potencial para formar complejos supramoleculares más grandes con moléculas donadoras de electrones, como por ejemplo las porfirinas, en los que se pueda controlar la distancia entre las mismas, así como su orientación y agregación.