Fotofísica del líquido iónico cloruro de 1-butil-3-metilimidazolio como solvente: estudios preliminares para su uso en líquidos de centelleo.

M. MIRENDA; PABLO ARENILLAS; KARIN GUTKOWSKI

Buenos Aires

Encuentro; XXXVIII REUNIÓN ANUAL AATN; 2011

El fenómeno de emisión de fotones por parte de un solvente líquido que se evidencia cuando es sometido a una radiación ionizante constituye el fenómeno base sobre el cual se desarrollan los líquidos de centelleo. La inclusión de un soluto fluorescente en estos solventes se efectúa con el objetivo de elevar la eficiencia de emisión de fotones y así alcanzar una mayor sensibilidad en la detección. Muchas soluciones líquidas con solventes orgánicos, en las cuales el solvente es capaz de absorber energía de excitación y de transferirla a un determinado soluto fluorescente, ya fueron estudiadas durante los años cincuenta, generalmente reemplazando la radiación nuclear por radiación UV-Visible en los estudios debido a que el fenómeno de transferencia de energía solvente-soluto no depende del tipo de radiación utilizada para la excitación del sistema. En los últimos años se han reportado una gran cantidad de trabajos abocados al estudio de las propiedades de los líquidos iónicos, los cuales conforman una familia muy interesante de compuestos iónicos que tienen la particularidad de mantenerse en estado líquido en un amplio intervalo de temperaturas (~300ºC), desde temperatura ambiente o algunos grados por debajo (-10ºC). Estos líquidos presentan presión de vapor casi nula y alta estabilidad térmica. Las particularidades de los líquidos iónicos los ubican como posible sustitutos de los solventes orgánicos comunes los cuales presentan altas presiones de vapor, bajos puntos de ebullición y alta toxicidad a nivel sistema respiratorio. En el presente trabajo se realiza un estudio fotofísico de una mezcla conformada por el líquido iónico 1-butil-3-metilimidazolio y el colorante de prueba rosa de bengala (RB). Se realizaron medidas de fluorescencia en estado estacionario para diferentes concentraciones de RB en LI y excitando la muestra a dos longitudes de onda: una a la cual sólo el LI absorbe y otra a las cual sólo lo hace el RB. Los espectros de emisión fueron corregidos por reabsorción según correspondía. Sobre la base de los resultados obtenidos, se decidió estudiar al LI cuando es expuesto a radiación ionizante de baja intensidad. Para la irradiación se utilizó F18 observándose una emisión de fotones por parte del LI. Si bien la señal obtenida es menor a la de un líquido de centelleo comercial, los resultados son positivos desde el punto de vista que el LI podría ser un componente del cóctel de centelleo y un posible reemplazo de solventes orgánicos aún empleados y altamente tóxicos.