Deciphering the optical and vibrational properties of stimuli-responsive π-conjugated molecules: a joint experimental and theoretical study.

Abstract

En la presente Tesis doctoral se realiza un estudio experimental y teórico de diferentes familias de compuestos que tienen en común ser materiales sensibles a estímulos externos, tanto piezocrómicos como fotocrómicos principalmente. Todos estos sistemas son moléculas π-conjugadas que se engloban dentro del campo de la electrónica orgánica, teniendo diversas aplicaciones entre las que destacan sensores químicos o físicos. Para ello, se han realizado experimentos de espectroscopía electrónica de absorción y emisión UV-Vis de muestras sólidas y líquidas y espectroscopía Raman en condiciones de presión y temperatura variable. Para una mejor comprensión de los resultados experimentales, se ha realizado un estudio teórico con cálculos químico-cuánticos basados en la teoría DFT. La discusión de resultados se ha dividido en cinco apartados en función de las familias y características estudiadas en cada caso. En el primer capítulo de resultados el objetivo es comprender el proceso de isomerización E/Z en sistemas basados en acilhidrazonas, bajo la acción de estímulos externos como la luz y la temperatura. En el segundo capítulo de resultados, se investiga la flexibilidad conformacional de una molécula mecanocrómica dadora-aceptora-dadora en forma de U. Se han estudiado en profundidad dos confórmeros con distintos ángulos diedros entre la unidad dadora y aceptora que proporcionan a la molécula distintas propiedades fotofísicas. En este caso, se ha analizado el efecto de la presión y la temperatura en la estructura molecular con espectroscopía Raman. Además, se han estudiado las propiedades de absorción de dos fotones y su capacidad como sensor de medios ácidos. En el tercer capítulo de resultados, se ha investigado el impacto que tiene el patrón de sustitución en derivados de 9,10-divinilantraceno a nivel inter- e intramolecular.