Síntesis y propiedades fotofísicas de nanotubos de carbono de pared única funcionarizados y aplicaciones

Resumen

Los nanotubos de carbono de pared única (SWNT) presentan una serie de propiedades (diámetro nanométrico, longitud hasta centímetros, conductividad elevada y variable en el rango conductor/semiconductor, alta resistencia a la ruptura, etc.) que los convierten en materiales muy prometedores para aplicaciones en nanotecnología. Con el fin de introducir respuesta en los nanotubos frente a estímulos fotoquímicos, nuestra tesis doctoral ha ido encaminada a preparar una serie de derivados de nanotubos de pared única que han sido funcionalizados mediante enlaces covalentes, bien en las puntas de los nanotubos (grupos n-pentil, pirenil, viológeno) o en las paredes (grupos piridil) del nanotubo de carbono. Dada la alta absorbancia de los SWNT, en un primer capítulo demostramos que es posible aplicar técnicas de reflectancia difusa para materiales sólidos a base de nanotubos de carbono cuando estos se encuentran incorporados en sílicas mesoporosas. Mediante reflectancia difusa se determinaron las propiedades fotofísicas de mezclas de SWNT funcionalizados con derivados del pireno dispersada en sílice. Este óxido inorgánico sirve para aumentar la reflectancia del conjunto. Alternativamente mediante la introducción de grupos n-pentilo se han preparado materiales a base de SWNT que se dispersan adecuadamente en disolventes orgánicos, y en particular en acetonitrilo, lo que permite su estudio mediante técnicas de transmisión. Se pudo estudiar también nanotubos de carbono funcionalizados con unidades viológeno que son fuertemente aceptoras de electrones. La funcionalización en las paredes se llevó a cabo mediante una adición [3+2] para dar lugar a pirazolinas con grupos piridilo que son capaces de formar complejos con porfirina de cinc y producir una transferencia de energía o electrónica entre ambos componentes. Finalmente se han preparado prototipos de celdas solares orgánicas a base de SWNT funcionalizados con viológeno, observándose que la activida