Polimerización supramolecular de PBIs N-cicladas : relación estructura - propiedad

Abstract

Desde el desarrollo de los primeros polímeros supramoleculares a finales del siglo XX, ha surgido una gran variedad de sistemas de este tipo con excelentes e interesantes propiedades. El empaquetamiento aromático de sistemas π-conjugados, las interacciones culómbicas o los enlaces de hidrógeno son algunas de las fuerzas que dirigen la polimerización supramolecular que da lugar a las propiedades finales de los agregados. El grado de polidispersidad, la luminiscencia o la biocompatibilidad son características que tener en cuenta de cara a la fabricación de nuevos materiales que sean de utilidad para la sociedad. El desarrollo de células fotovoltaicas, marcadores biológicos o materiales autorreparables son algunos de los más novedosos ejemplos de aplicaciones de estos polímeros supramoleculares. Sin embargo, uno de los retos actuales, tanto en el sector académico, como en el industrial, es la comprensión de las distintas relaciones estructura – propiedad de los compuestos para desarrollar nuevos e interesantes materiales que puedan encontrar aplicación en distintos campos. De este modo, el objetivo principal de esta Tesis Doctoral es establecer una serie de relaciones estructura – propiedad con el fin de modular las distintas propiedades de nuevos materiales supramoleculares. Para ello, se introducen modificaciones estructurales, lo suficientemente significativas como para producir características diferentes en las especies agregadas finales. A través de distintas técnicas espectroscópicas y microscópicas, y con el apoyo fundamental de cálculos y simulaciones teóricas, se estudia de qué manera repercuten estas modificaciones en aspectos clave de los procesos supramoleculares como su mecanismo, su disposición espacial o sus propiedades quirópticas...Since the development of the first supramolecular polymers in the last decades of the 20th century, a great variety of systems with outstanding features has emerged. π-Stacking of conjugated systems, coulombic interactions and hydrogen bonding are examples of intermolecular forces that governs self-assembly. Moreover, the supramolecular polymerization mechanism conditions the final features of the supramolecular aggregates. Polydispersity index, luminescence and biocompatibility are remarkable features to consider when conceiving new and useful materials. Solar cells, biological markers and self-healing materials are some cutting-edge examples of supramolecular polymers applications. However, one of the biggest challenges, both academic and industrial, is the establishment of structure – function relationships to attain novel and attracting materials suitable for a number of research fields.Therefore, the aim of this Thesis is the establishment of new structure – function relationships to modulate the characteristics of new supramolecular materials. Thus, inserting moderate, but significant, structural modifications changes some of the final features of the aggregates. The utilization of several spectroscopic and microscopic techniques, along with theoretical calculations and simulations, allows us to investigate the influence of these modifications in key aspects of supramolecular processes as mechanism, arrangement or chiroptic features...