Modelado de los procesos de absorción, emisión y re-absorción de luz en soluciones fluorescentes con elevada absorbancia

MIRENDA, MARTÍN; RODRÍGUEZ, HERNÁN B.; KRIMER, NICOLÁS I.; RODRIGUES, DARÍO

San Miguel de Tucuman

Congreso; 101 REUNION DE LA ASOCIACION FISICA ARGENTINA; 2016

El tratamiento matemático exacto de los procesos deabsorción, emisión y re-absorción, que tienen lugar cuando un haz de luz colimadoy monocromático incide sobre una solución fluorescente con elevada absorbancia,depende fuertemente de la geometría del sistema y suele requerir de cálculossofisticados. En este trabajo presentamos un modelo simplificado que permitereconstruir los espectros de fluorescencia experimentales. Esencialmente, sepropone tratar al conjunto de fluoróforos excitados como si todos ellos seencontraran en un mismo plano perpendicular al haz, y ubicados en la mediana desu distribución poblacional. Utilizando la ley de Beer-Lambert es posible calcularla atenuación sufrida por la re-absorción considerando que todos los fotones seemiten desde dicho plano. El modelo fue aplicado para reproducir los espectrosde fluorescencia y las eficiencias cuánticas de soluciones de 9,10-difenilantraceno en tolueno en un amplio intervalo de concentraciones. Para ladeterminación experimental de los espectros de emisión fue necesario adaptar latécnica de medición convencional -donde la dirección del haz de excitación y ladirección de detección forman un ángulo de 90°- a una geometría de trasmisión dondeel ángulo entre la excitación y la detección es de 180°. Los resultadosmuestran que los espectros de fluorescencia calculados con este modelo reproducencon gran precisión los espectros experimentales, incluso para concentraciones13 mM donde los valores de absorbancia son ~14para la longitud de onda de excitación.