Αυτο-οργανούμενες δομές χρωμοφόρων BODIPY με εκπομπή φωτός στην κοντινή-υπέρυθρη (NIR) περιοχή του φάσματος

• Κύριος συγγραφέας: Πετρόπουλος, Βασίλειος
• Άλλοι συγγραφείς: Φακής, Μιχαήλ
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2020
• Θέματα: Εκπομπή στην κοντινή-υπέρυθρη περιοχή του φάσματος; Σωσσωματωμένες καταστάσεις; Φωτοχημεία; BODIPY dyes; Aggregation induced emission; NIR emission

Οι οπτικές ιδιότητες αυτο-οργανούμενων δομών αποτελούν αντικείμενο έντονων ερευνών τα τελευταία χρόνια. Μέσω τέτοιων δομών γίνεται προσπάθεια δημιουργίας εκπομπής οφειλόμενης σε συσσωμάτωση (Aggregation Induced Emission), ευρείας φασματικά εκπομπής, καθώς και εκπομπής στο βιολογικό παράθυρο του κοντινού υπερύθρου (NIR). Σε αυτή την εργασία, εστιάζουμε σε μία απλή οικογένεια μορίων BODIPY ώστε να μελετήσουμε τις ενδιαφέροντες ιδιότητές τους σε συνθήκες υψηλής συσσωμάτωσης, παρουσία και απουσία ακτινοβόλησης. Η μεγάλη σταθερότητα, η υψηλή κβαντική απόδοση φθορισμού, το έντονο προφίλ απορρόφησης καθώς και η καλή διαλυτότητα των BODIPY έχει κεντρίσει το ερευνητικό ενδιαφέρον. Η προσθήκη διάφορων υποκαταστατών μεταβάλει με πολύ ενδιαφέρον τις οπτικές ιδιότητες του χρωμοφόρου καθώς και τις φυσικοχημικές διαδικασίες που λαμβάνουν χώρα μεταξύ αυτών. Βέβαια, αν και τα μόρια BODIPY έχουν μελετηθεί εκτενώς, στην παρούσα εργασία αντιληφθήκαμε επιπλέον νέες ιδιότητες που δεν έχουν παρατηρηθεί έως τώρα στην βιβλιογραφία. Έτσι, κρίθηκε δόκιμο η παρούσα διπλωματική εργασία να μελετήσει αυτο-οργανούμενες δομές χρωμοφόρων BODIPY με εκπομπή φωτός στην κοντινή-υπέρυθρη (NIR) περιοχή του φάσματος σε μία οικογένεια απλών δομών BODIPY. Η μελέτη περιορίστηκε κυρίως σε διαλύματα, με χρήση καλού και κακού διαλύτη για τη δημιουργία αυτοσυναρμολογούμενων νανοσυγκροτημάτων BODIPY. Ως κακός διαλύτης χρησιμοποιήθηκε το νερό και ως καλός το ακετονιτρίλιο. Τα αποτελέσματα στηρίχτηκαν και από μελέτη των κρυσταλλικών δομών των μορίων που χρησιμοποιήθηκαν. Στην παρούσα εργασία παρατίθενται μετρήσεις και αποτελέσματα πειραμάτων χρονικής ανάλυσης και σταθερής κατάστασης. Εν συντομία, παρατηρήθηκαν ενδιαφέρουσες δομές συσσωμάτωσης με εκπομπή στο κόκκινο και στο κοντινό υπέρυθρο, που δεν εμφανίζεται στις απομονωμένες δομές και που πηγάζει σε συσσωματώματα τύπου H και J. Σημαντικότερο όλων είναι ότι σε τρια από τα πέντε μόρια που ερευνήθηκαν παρατηρήθηκε και μία ιδιάζουσα και πρωτόγνωρη συμπεριφορά η οποία οφείλεται σε ιδιαίτερη φωτοχημεία παρουσία ακτινοβόλησης. Στα δύο μόρια, φωτοχημικές διεργαίες παρουσία ακτινοβόλησης είχε ως αποτέλεσμα τη δημιουργία μίας νέας μπάντας εκπομπής φωτός στο κοντινό υπέρυθρο. Οι ιδιότητες αυτής της εκπομπής μελετήθηκαν πολύ αναλυτικά προσπαθώντας να κατανοήσουμε το ακριβές χημικό είδος που είναι υπεύθυνο για αυτή. Μία τέτοια μελέτη με τα παραπάνω χαρακτηριστικά είναι υψηλής καινοτομίας, με ευρύ φάσμα εφαρμογών στη φωτοδυναμική θεραπεία και τη βιο-απεικόνιση.