Caracterização fotofísica de compostos orgânicos derivado de 2,1,3-benzoxadiazol.

Abstract

Os benzoxadiazóis têm várias aplicações em virtude de suas propriedades fotofísicas, tais como em sondas de polaridade e dispositivos optoeletrônicos, pois são corantes com alta estabilidade térmica, fotoestabilidade e elevados rendimentos quânticos. Promover o controle dos processos fotofísicos e modular os níveis de energia dos orbitais de fronteira HOMO/LUMO, sendo HOMO o orbital ocupado de maior energia e LUMO o orbital desocupado de menor energia, de um composto é particularmente útil para construir camadas ativas heteroestruturadas com funcionalização específica em dispositivos orgânicos conversores de luz. Este trabalho consiste na caracterização fotofísica de dois compostos com diferentes ramificações derivados do 2,1,3-benzoxadiazol, sendo eles o composto 4,7-bis((4-((2-etilhexil)oxi)fenil)etinil) [2,1,3] benzoxadiazol (4b) e o composto 4,7-bis((4-(dodeciloxi)-3-nitrofenil)etinil) [2,1,3] benzoxadiazol (4e). Foram coletados os espectros de absorção e fluorescência a partir dos quais se determinou a eficiência quântica de fluorescência alcançando até 80% para o composto 4b e 72% para o composto 4e dependendo do solvente. Os compostos 4b e 4e apresentam bandas de absorção e emissão na região do visível nos solventes heptano (C7H16), tolueno (C6H5CH3), clorofórmio (CHCl3), tetrahidrofurano (THF), diclorometano (CH2Cl2), dimetilformamida (DMF), acetona (C3H6O) e acetonitrila (CH3CN). Os valores do deslocamento de Stokes foram relacionados com a polaridade do solvente conforme a equação de Lippert-Mataga. Através da análise de fluorescência resolvida no tempo, foi determinado o tempo de permanência das moléculas no estado excitado bem como as taxas de decaimento radiativo e não radiativo dos compostos. Na forma de filme, houve modificação sutil dos espectros de absorção e de emissão, no entanto, as propriedades fotofísicas foram preservadas A voltametria cíclica foi empregada para determinar experimentalmente o valor do nível de energia do HOMO, enquanto a absorção óptica foi utilizada para calcular a energia do gap óptico. A combinação dessas duas técnicas foi usada para a determinação da energia do LUMO, que é de fundamental importância para a fabricação de dispositivos. Em uma perspectiva futura, esses fluoróforos poderão ser combinados com outras moléculas doadoras de carga, favorecendo a dissociação dos éxcitons formados no processo de absorção e melhorando a eficiência de migração de cargas na camada ativa ou ainda podem ser usados como sondas para interações específicas, atuando como sondas orgânicas.