The Photochemistry of carbon dots

Autor/a

Ubach Mases, Pol  

Abstract

Los puntos de carbono son nanopartículas fluorescentes con un diámetro inferior a 20 nm. Están formados por un núcleo de carbono y varios grupos funcionales o polímeros conectados a su superficie. Hay tres tipos principales de puntos de carbono en relación a su tamaño, forma, cristalinidad, polímeros en superficie y funcionalización de la superficie: los puntos cuánticos de grafeno (GQDs), los nanopuntos de carbono (CNDS) y los puntos de polímeros (PD). Tienen varias diferencias entre ellos, pero los tres se caracterizan por la emisión de fluorescencia dependiente de la excitación, una gran biocompatibilidad y por ser altamente inertes. A pesar de sus diferencias, hay cuatro mecanismos de fotoluminiscencia generales confirmados: el efecto de confinamiento cuántico, el estado superficial, el estado molecular y el efecto de emisión favorecido por reticulación. Controlando todos los parámetros que influyen en estos cuatro mecanismos de emisión, es posible ajustar las propiedades ópticas de los puntos de carbono a voluntad. Los puntos de carbono se utilizan para diversas aplicaciones, tales como sensores moleculares y catiónicos, la entrega de fármacos y genes, las técnicas de Bioimagen y la fotocatálisis. La intensidad y el color de la emisión de fluorescencia se eligen específicamente para su aplicación. Se pueden modificar cambiando el tamaño de estas nanopartículas, el método sintético utilizado y los grupos funcionales unidos a su superficie. Otro aspecto importante de los puntos de carbono es su emisión de fosforescencia. Aunque este es un campo bastante nuevo y que requiere mucho más estudio, se han medido estados triplete y decaimientos de fosforescencia por estas nanopartículas de carbono. Se han establecido algunas similitudes entre la fosforescencia de los puntos de carbono y la de la benzofenona, las que se pueden asociar a la presencia de largos dominios conjugados con cetonas en los puntos de carbono. En consecuencia, se han estudiado datos experimentales de reacciones fotoquímicas de benzofenona para una comparación con los puntos de carbono. Con el software KinTekExplorer, se han analizado estos datos y se ha ajustado un modelo con el objetivo de encontrar las constantes cinéticas de dos reacciones: la reacción de transferencia de energía del triplete de la benzofenona al naftaleno y la reacción de transferencia de energía del triplete del naftaleno al oxígeno, la cual conduce a la formación de oxígeno singlete. Este estudio pretende abrir una puerta en el campo de la fosforescencia de los puntos de carbono para las futuras posibles aplicaciones, como la terapia fotodinámica.

 

Director/a

Nonell i Marrugat, Santiago 
 

Estudios

IQS SE - Grado en Química

Fecha

2020-06-01