Tuning of the poly(p-phenylenevinylene) derivativesemission properties by phase change materials andsonochemistry

Abstract

Los polímeros conjugado (CP) son un material muy interesante con propiedades optoelectrónicas peculiares que hacen de estos polímeros óptimos candidatos por distintas aplicaciones cuáles OLEDs y celdas organicas fotovoltaicas y también por bioimagen y liberación de fármacos. En los últimos años creciente atención se ha dirigido hacía la modulación de las prioridades ópticas de los CP para poderlos emplear en distintos ámbitos. El objetivo de este trabajo es de lograr un ajuste fino de la emisión de los derivados de polifenileno vinileno (PPV) . Dos estrategias principales se han adoptados. I) Nanoparticulas de oligomeros de PPV con distintas longitudes de conjugación se han producido mediante síntesis sonoquímica. La irradiación con ultrasonidos ha sido aplicada a una solución heterogénea de polímero PPV para inducir la activación de especies radicales que rompen los enlaces doble del polímero cortándolo y generando oligomeros de PPV. La copresencia de un tensioactivo dirige la simultánea nanostructuración de los oligomeros generando nanoparticulas soluble en agua que presentan un progresivo cambio hipsocrómico de las bandas espectrales en absorción y emisión comparado con el polímero inicial. Tal nanoparticulas pueden ser utilizadas en OLEDs y bioimagen. II) los oligomeros y el polímero de PPV fueron mezclados con materiales a cambio de fase de distinto punto de fusión. Cuando tal sistema mixto es calentado, se induce la transición de solido a liquido en el PCM provocando un cambio de fluorescencia hacía el azul. Una vez que el sistema se enfríe y solidifica la emisión inicial es recuperada. Semejante sistema se puede utilizar por la fabricación de sensores de temperatura florecientes y multicolores. También podrías destinar a la realización de diodos orgánico de luz blanca termoregulados aprovechando de la emisión roja, verde y blue de los oligomeros obtenidos en este trabajo

Conjugated polymers (CP) are interesting materials with peculiar optoelectronic properties which make this class of polymers good candidate for several applications such as OLEDs, organic photovoltaics, but also for bioimaging and drug delivery. In the last decades, increasing attention has been directed to the tuning of the emission properties of CP to fully exploited their application in several fields. The aim of this thesis work is to achieve a fine emission tuning of a polyphenylene vinylene (PPV) derivatives. Two main strategies have been adopted. I) Nanoparticles of PPV oligomers with different conjugation length was obtained through sonochemical synthesis. Ultrasound irradiation of PPV polymer heterogenous solution was employed to induce the activation of radical species which cut the polymer chain forming PPV oligomers. The copresence of surfactant leads to a simultaneous nanostructuration of such oligomers producing water-soluble nanoparticles which exhibited a progressive hypsochromic shift of absorption/emission compared to the parental polymer. These nanoparticles that emitted in a wide range of the visible electromagnetic spectrum are promising materials for application such as polymers LEDs and bioimaging. II) The PPV polymers and oligomers were mixed with phase change materials with different melting point. Upon heating, solid-to-liquid phase transition is induced in the PCM/PPV system and its fluorescence is blue shifted. Once the system is cooled down the initial emission is recovered. Such system could be applied as multicolour emitting temperature sensor, or for thermoregulated white organic light emitting diode, thanks to the red, green and blue emission of the PPV derivatives obtained in this work.