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El lunes 14 de noviembre de 2022 a las 14.30 hs, Rosmaira del Jesús Martínez Villarroel , becaria doctoral en el INTEQUI- ofrecerá - vía Zoom- un adelanto de su Plan de Tesis Doctoral: “Diseño de Redes Metal-Orgánicas (MOFs) de tierras raras como nuevos materiales luminiscentes con emisión up y down-conversión ”, que cuenta con la dirección de la Dra. María Celeste Bernini , y la co-dirección del Dr. Germán Ernesto Gómez.
Rosmaira del Jesús Martínez Villarroel: Es Licenciada en Química, egresada de la Universidad de Oriente (UDO), Núcleo de Sucre - Venezuela. Becaria Doctoral CONICET. Línea de Investigación: Desarrollo de plataformas basadas en Redes Metal-Orgánicas (MOFs) con aplicación como sensores luminiscentes . Directora: Dra. María Celeste Bernini. Co-director: Dr. Germán Ernesto Gómez.
Resumen científico de divulgación
En la actualidad, la Ciencia de Materiales constituye un área de gran importancia en el desarrollo científico, la cual se encarga de investigar las formas de obtención de nuevos materiales y estudia la relación entre la estructura y las propiedades de los mismos. En las últimas dos décadas, ha llamado la atención de la comunidad científica un nuevo tipo de material denominado Red Metal-Orgánica o, en inglés, Metal Organic Framework (MOF). Los MOFs son compuestos cristalinos constituidos por la unión de iones metálicos con ligandos orgánicos, generando redes periódicas con estructuras porosas.
De la misma manera que la tecnología se puede conjugar con la arquitectura para desarrollar edificios inteligentes, una gran variedad de ligandos orgánicos y diversos iones metálicos pueden seleccionarse cuidadosamente como ladrillos moleculares para desarrollar MOFs con propiedades específicas, constituyendo lo que conocemos como el diseño racional de los materiales.
En particular, el empleo de iones de tierras raras con ciertos ligandos orgánicos puede conducir a materiales luminiscentes, donde la emisión puede ser modulada variando la composición estratégicamente. Para esto, es frecuente emplear un ion de tierra rara no emisor, tal como el La3+, Gd3+ o Y3+, a fin de tener una matriz ópticamente inactiva, en la cual se incorporan los iones emisores, que se eligen específicamente en función del tipo de emisión que se quiera lograr. En este sentido, es posible seleccionar iones metálicos que propicien un proceso de emisión de luz visible tanto cuando absorben radiación UV (emisión lineal o down-conversion, DC) o cuando absorben radiación NIR (emisión no-lineal o up-conversion, UC).
En este contexto, resulta de sumo interés diseñar y sintetizar MOFs que presenten fenómenos de emisión UC y DC, ya que esta propiedad los vuelve materiales aplicables en diversos campos tecnológicos; desde la generación de bio-imágenes, la optimización de celdas solares y la detección de especies químicas o biomoléculas de interés.
Resumen académico-científico
Las Redes Metal-Orgánicas (MOFs, por sus siglas en inglés de Metal-Organic Frameworks), son compuestos cristalinos constituidos por la unión de iones metálicos con ligandos orgánicos polifuncionales, generando redes periódicas con cavidades o canales. La estructura porosa de los MOFs los hace atractivos para su uso en diversos ámbitos, como la adsorción y separación de gases, adsorción de fármacos y posterior liberación controlada de los mismos, catálisis y emisión de luz (luminiscencia).
En particular, el empleo de iones metálicos de tierras raras con ligandos que actúen como sensibilizadores de la emisión (efecto antena), puede conducir a materiales con luminiscencia optimizada. El principal objetivo de este plan de tesis doctoral, es diseñar y sintetizar MOFs con propiedades luminiscentes que involucren procesos de emisión lineales o de conversión descendente (down-conversion, DC) y procesos no-lineales o de conversión ascendente (up-conversion, UC). Se pretende realizar un estudio que contribuya a determinar cuáles son los factores estructurales y de composición química que propician, modulan, activan o inhiben los fenómenos ópticos en estudio.
Con el fin de lograr procesos específicos de luminiscencia, a saber, DC con emisión en el NIR o en el visible y UC con emisión en el visible, se propone diseñar distintos materiales MOFs, en base a tres sistemas de metales y ligandos distintos. El sistema 1, se trata de un MOF basado en el ligando orgánico 1,3,5-bencenotricarboxilato (BTC) con una matriz de Y3+ e iones Yb3+ y Er3+, como sensibilizador y activador, respectivamente, para inducir el fenómeno de UC. El sistema 2, se constituye a partir del ligando orgánico 2,6-naftalendicarboxilato (NDC) y, como bloque inorgánico, iones de tierras raras (La3+ o Y3+) donde se diluirán iones Nd3+, Yb3+, Er3+ y Gd3+, con el fin de lograr procesos DC con emisión en el NIR o procesos del tipo UC. Finalmente, el sistema 3 se basa en una red de coordinación laminar formada por los ligandos orgánicos ácido salicílico y ácido succínico, una matriz de Y3+ dopada con Tb3+, sobre la cual se pretende hacer un intercambio parcial por el ligando análogo ácido 4-aminosalicilíco (4-ASA), con la finalidad de estudiar su potencial en emisiones del tipo DC para aplicaciones de sensado.
Se plantea preparar, caracterizar, procesar a nanoescala y funcionalizar nuevos MOFs multivariados a partir de los sistemas planteados, cuya composición se diseñará para generar fenómenos de luminiscencia que los vuelva materiales aplicables en diversos campos tecnológicos; desde la generación de bio-imágenes, la optimización de celdas solares y el sensado químico.
Información conexión Zoom
https://conicet-gov-ar.zoom.us/j/83364817399?pwd=UkNVUHlHNDZ6RG56eTh3dCtidUdqQT09
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