Molecular and supramolecular strategies for highly luminescent trityl radicals and their sensing applications

Dentro del campo de la óptica y de la optoelectrónica, los radicales orgánicos se están convirtiendo en prometedores materiales gracias a su configuración de capa abierta. En este marco, el objetivo de esta tesis ha sido el desarrollo de radicales tritilo fotoestables y altamente luminiscentes. \nEn el capítulo I, tras una introducción sobre la luminiscencia, se describirán las propiedades ópticas de los radicales libres de carbono central, centrándose en las capacidades y perspectivas que ofrecen estas moléculas en la microscopía de fluorescencia y en dispositivos electroluminiscentes. \nEn el capítulo II, se presentarán las propiedades ópticas de los radicales tris(2,4,6-triclorofenil)metilo (TTM) y perclorotrifenilmetilo (PTM) cuando se emplean como especies emisoras en nanopartículas orgánicas (ONPs) y en películas poliméricas. Además, a pesar de que existe un amplio conocimiento sobre las propiedades luminiscentes de estos radicales en solución, no hay estudios acerca del efecto del confinamiento de estos radicales en matrices rígidas orgánicas. Como sistemas huéspedes, se han escogido el tris(2,4,6 triclorofenil)metano (TTM-αH) y el poli(metilmetacrilato) para nanopartículas orgánicas y películas, respectivamente. De especial interés resulta el caso del TTM dopado con nanopartículas orgánicas (TTMd-ONPs) en el que se observa, por primera vez, la formación de excímeros en radicales libres de carbono central. Ambos sistemas resultan de gran interés ya que, por primera vez, se observan emisiones de excímeros desde radicales libres de carbono central debido a la formación de pares de radicales supramoleculares estables y persistentes. Gracias a su emisión en la zona NIR-roja (650-800 nm), estos materiales basados en excímeros de radicales libres se han convertido en materiales moleculares muy prometedores para la bioimagen y en aplicaciones optoelectrónicas. \nEn el capítulo III, se estudiarán los procesos de asociación y disociación de los excímeros de TTM (estructura molecular, naturaleza del receptor, efectos térmicos). En particular, se ha encontrado que el TTMd-ONPs ofrece la posibilidad de ser utilizado como nanotermómetro rentable y radiométrico. En este marco, se ha estudiado la salida ratiométrica de la suspensión acuosa de TTMd-ONPs al 20% en diferentes condiciones de polaridad, fuerza iónica y pHs, con el objetivo de probar su posible aplicación como biosensor térmico. \nFinalmente, en el capítulo IV, se presentará la síntesis del primero ejemplo de polibromotrifenilmetil radical. Esta nuevo radical constituye un componente prometedor para la síntesis de radicales tritilo altamente luminiscentes y fotoestables. De hecho, gracias a la triple funcionalización de bromo en las posiciones para, este nuevo radical permite fácilmente superar la poca versatilidad sintética de los radicales policlorotrifenilmetilo. Además, en comparación con su especie análoga clorada, el radical tris (2,4,6 tribromofenil)metilo (TTBrM) presenta una absorción y emisión desplazados hacia el rojo , alta fotoestabilidad, y es capaz de formar excímeros NIR cuando se dispersa en nanopartículas orgánicas, transformándose en un radical muy prometedor para aplicaciones en bioimagen.