Caracterização das propriedades ópticas em derivados de Imidazo[4,5-b]piridina de estrutura dipolar

• Autor(a) principal: Ospina, Orlando David Marbello
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-06092023-104839/
• topic: Absorção de dois fótons; Dipolar structures; Estruturas dipolares; Imidazo[4,5- b]piridina; Imidazo[4,5-b]pyridine, Two-photon absorption; Materiais orgânicos; Nonlinear optics; Óptica não linear; Organic materials

Nos últimos anos os materiais orgânicos ganharam uma atenção significativa no campo da óptica não linear, devido a seus potenciais aplicações em dispositivos optoeletrônicos, como interruptores ópticos, moduladores de frequência, entre outros. Além disso, várias técnicas de engenharia molecular, como a formação de estruturas dipolares através de modificações estruturais, têm sido empregadas para melhorar as propriedades ópticas lineares e não lineares (NLO) desses materiais. As moléculas de imidazo[4,5-b]piridina, conhecidas por suas atividades biológicas e bioquímicas, emergiram como materiais não lineares promissores para processos de absorção multifotônica devido à sua estrutura planar, alta densidade eletrônica e facilidade de síntese. No entanto, não é um material comumente explorado nesta área especifica. Dessa forma, nesta dissertação é apresentada uma investigação exaustiva das propriedades ópticas lineares e não lineares de seis derivados de imidazo[4,5-b]piridina, os quais foram sintetizados com diversos grupos periféricos de natureza aceitadora e doadora de elétrons, formando estruturas dipolares A - π - A e A - π - D. Várias técnicas espectroscópicas foram empregadas para determinar parâmetros fotofísicos como o coeficiente de anisotropia, momento de dipolo de transição e diferença de momento de dipolo permanente. Além disso, utilizou-se a técnica de varredura Z para obter os espectros da seção transversal de absorção de dois fótons. Os dados experimentais foram ajustados por meio do modelo de soma de estados essências para dois níveis de energia e sustentados por cálculos de química quântica e a aplicação do método de análise de componentes principais. Os resultados da caracterização óptica linear dos seis derivados revelou um aumento na maioria dos parâmetros fotofísicos nas moléculas de estrutura A - π - D em comparação com aquelas que possuíam unicamente grupos aceitadores. O ajuste teórico feito pelo modelo de soma de estados essenciais mostrou uma boa concordância com os resultados experimentais obtidos pela técnica de varredura-Z. Os espectros da seção de choque de absorção de dois fótons exibiram uma única banda para as moléculas A - π - A, com valores máximos entre 70 e 110 GM. Diferentemente, as moléculas com a combinação dos grupos metoxi, bromo e cloro (A - π - D) exibiram um aumento nos valores de seção de choque, variando entre 110 a 130 GM na banda principal, com a presença de uma segunda banda de menor intensidade em torno de 660 nm, com valores entre 20 e 30 GM. Através deste estudo, foi possível aumentar o conhecimento sobre as propriedades ópticas deste tipo de materiais e de como a inserção de grupos periféricos modifica o desempenho do composto no processo de absorção de dois fótons. O que representa um avanço na exploração de novos materiais visando a sua aplicação nas diversas áreas da óptica e fotônica.