The Photochemistry of carbon dots

Autor/a

Ubach Mases, Pol  

Abstract

Els punts de carboni són nanopartícules fluorescents amb un diàmetre inferior a 20 nm. Estan formats per un nucli de carboni i diversos grups funcionals o polímers connectats a la seva superfície. Hi ha tres tipus principals de punts de carboni en relació a la seva mida, forma, cristal·linitat, polímers en superfície i funcionalització de la superfície: els punts quàntics de grafè (GQDs), els nanopunts de carboni (CNDs) i els punts de polímers (PD). Tenen diverses diferències entre ells, però tots tres es caracteritzen per l’emissió de fluorescència depenent de l'excitació, una gran biocompatibilitat i per ser altament inerts. Malgrat les seves diferències, hi ha quatre mecanismes de fotoluminescència generals confirmats: l’efecte de confinament quàntic, l’estat superficial, l’estat molecular i l’efecte d’emissió afavorit per reticulació. Controlant tots els paràmetres que influeixen en aquests quatre mecanismes d’emissió, és possible ajustar les propietats òptiques dels punts de carboni a voluntat. Els punts de carboni s’utilitzen per a diverses aplicacions, com ara sensors moleculars i catiònics, el lliurament de fàrmacs i gens, les tècniques de bioimatge i la fotocatàlisi. La intensitat i el color de l’emissió de fluorescència s’escullen específicament per a la seva aplicació. Es poden modificar canviant la mida d’aquestes nanopartícules, el mètode sintètic utilitzat i els grups funcionals units a la seva superfície.
Un altre aspecte important dels punts de carboni és la seva emissió de fosforescència. Tot i que aquest és un camp força nou i que requereix molt més estudi, s’han mesurat estats triplet i decaïments de fosforescència per aquestes nanopartícules de carboni. S'han establert algunes similituds entre la fosforescència dels punts de carboni i la de la benzofenona, les quals es poden associar a la presència de llargs dominis conjugats amb cetones en els punts de carboni. En conseqüència, s'han estudiat dades experimentals de reaccions fotoquímiques de benzofenona per a una comparació amb els punts de carboni. Amb el software KinTekExplorer, s’han analitzat aquestes dades i s’ha ajustat un model amb l’objectiu de trobar les constants cinètiques de dues reaccions: la reacció de transferència d’energia del triplet de la benzofenona al naftalè i la reacció de transferència d’energia del triplet del naftalè a l’oxigen, la qual condueix a la formació d’oxigen singlet. Aquest estudi pretén obrir una porta en el camp de la fosforescència dels punts de carboni per a les futures possibles aplicacions, com ara la teràpia fotodinàmica.

Director/a

Nonell i Marrugat, Santiago 
 

Estudis

IQS SE - Grau en Química

Data

2020-06-01