Design and Synthesis of New Systems for Photoprotection and Solar Energy Storage stars

Résumé

Esta tesis doctoral se centra en el diseño racional y la obtención de nuevos fotoprotectores de origen sintético y sistemas para almacenamiento de energía solar. En particular, se ha realizado la evaluación de sus propiedades fotofísicas y fotoquímicas y su ajuste a través de diversas modificaciones estructurales. La tesis se divide en diferentes capítulos. Inicialmente se da una visión general de la historia de la fotoquímica y una breve explicación de conceptos fundamentales que se usarán a lo largo de la memoria. En el segundo capítulo, se describen de manera general los peligros y efectos asociados a la exposición frente a luz UV junto con las preocupaciones y mecanismos de acción de los fotoprotectores comerciales. Además, se describen los métodos de obtención y propiedades de las micosporinas naturales (MAAs) que inspiran en gran medida este trabajo. En el capítulo 4 se presenta el diseño computacional y sintético de análogos de MAAs. Este estudio computacional aclara las características clave en la fotoprotección revelando estructuras más sencillas que mantienen estas propiedades. En el capítulo 5, se ha llevado a cabo un análisis espectroscópico por medio de técnicas con resolución temporal de femtosegundos para comprender los mecanismos de relajación. Además, la influencia de los sustituyentes se ha explorado por métodos teóricos. El capítulo 6 muestra la preparación y caracterización de otras tres familias de filtros UV junto a una propuesta sobre sus mecanismos de desactivación. Por último, en el capítulo 7 se describe el concepto de almacenamiento de energía termo-solar (MOST) y cómo se han explorado para ello tres tipos de sistemas distintos. Este trabajo se centra principalmente en la reacción de reversión catalizada y en medidas de liberación de calor, obteniéndose un sistema récord y explorando los mecanismos que rigen estas reacciones por medio de cálculos teóricos.