Materiales fotoactivos basados en la transferencia de energía electrónica

HERNÁN B. RODRÍGUEZ; ENRIQUE SAN ROMÁN

Termas de Río Hondo, Argentina

Congreso; XIV Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2005

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

Una posible estrategia para aumentar la eficiencia de fotosensibilizadores compuestos en base a colorantes soportados sobre matrices sólidas consiste en la incorporación de uno o más colorantes adicionales que puedan transferir su energía de excitación electrónica al primer colorante y, a partir de la excitación de este último, producir el proceso deseado, por ejemplo la generación de oxígeno singlete. Con ello se consigue aumentar la sección eficaz de absorción y el aprovechamiento espectral en el caso de irradiación policromática, como ocurre en la irradiación solar. En este trabajo se estudió el sistema compuesto por rodamina 101 (R101), que actúa como donor de energía, unida en forma covalente a partículas de celulosa microcristalina sobre la que se adsorbieron cantidades variables de azul de metileno (MB), que actúa como aceptor. Este último es un excelente fotosensibilizador para la generación de oxígeno singlete. El anclado de R101 se realizó por esterificación, neutralizándose la carga del grupo carboxilo de modo de producir un entorno de cargas positivas que disminuye la gran tendencia a la agregación de MB sobre celulosa. Las muestras se estudiaron por espectroscopía de reflectancia difusa y de fluorescencia. La eficiencia de transferencia de energía se calculó en base a experiencias en capas finas de partículas, en las que ocurre sólo transferencia no radiativa (Förster), y en capas gruesas, en las que además ocurren fenómenos de reabsorción y reemisión de radiación, incrementándose la transferencia neta de energía. Para tal fin se utilizaron modelos apropiados. La comparación de ambos resultados proporciona un excelente acuerdo entre las eficiencias de transferencia no radiativa, cuyo valor máximo está alrededor del 60 % independiente de la longitud de onda de excitación entre 520 y 600 nm. A partir de los mismos se establecieron los parámetros de Förster del sistema. Por su parte, las eficiencias netas de transferencia de energía – radiativa y no radiativa – alcanzaron valores del orden del 80 %, lo cual demuestra que la estrategia seguida es sumamente efectiva. A partir de los resultados obtenidos se discuten estrategias de diseño de fotosensibilizadores sólidos.