El desarrollo de las modernas tecnologías requiere la creciente investigación de nuevos materiales cada vez de mayor utilidad y adaptación a las necesidades requeridas por la sociedad. En este contexto materiales moleculares bifuncionales, fotoluminiscentes y cristales líquidos, ofrecen excelentes oportunidades en el mundo de los dispositivos de telecomunicaciones, en particular en dispositivos electroluminiscentes y especialmente en la industria de los LCDs y LEDs.

Dentro de este ámbito el grupo de investigación desarrolla diferentes líneas relacionadas con el diseño, preparación y estudio de nuevos materiales moleculares con funcionalidades individuales o combinadas, como luminiscencia y/o comportamiento cristal líquido, dirigidos a sus aplicaciones tecnológicas, así como en nano- y biotecnologías.

Los diferentes sistemas moleculares abordados se centran en compuestos de coordinación, e implican la consideración de requerimientos y características para conducir al orden supramolecular de las fases fluidas de los cristales líquidos, junto con aquellos especialmente relacionados con los centros metálicos, necesarios para lograr un comportamiento luminiscente.

De forma específica, el trabajo de investigación implica el desarrollo de distintas líneas de investigación que recogen como elementos prioritarios los siguientes aspectos:

I. METALOMESÓGENOS LUMINISCENTES / LUMINESCENT METALLOMESOGENS

El objetivo es la obtención y caracterización de nuevos compuestos metalomesogénicos (cristales líquidos conteniendo metales) derivados de elementos de transición como Au(I), Ag(I), Pd(II), Pt(II), Zn(II), entre otros, proclives a mostrar un comportamiento fotoluminiscente en sus compuestos de coordinación. Como ligandos se utilizan derivados de pirazol, mesogénicos o promesogénicos, mono o policatenares, con uno o varios grados de quelación, , como bloques de construcción para la consecución de propiedades cristal líquido.

Diferentes variables relacionadas con la selección de centros metálicos, geometrías de coordinación y naturaleza de los ligandos se dirigen hacia su aplicación en dispositivos electroluminiscentes y/o células solares, entre otras.

II. DERIVADOS DE BORO/β-DICETONATO CON ELEVADA LUMINISCENCIA Y COMPORTAMIENTO CRISTAL LÍQUIDO / BORON/β-DICETONATE DERIVATIVES WITH HIGH LUMINISCENCE AND LIQUID CRYSTAL BEHAVIOUR

Esta línea se relaciona con el objetivo de inducir comportamiento cristal líquido en especies altamente luminiscentes del tipo difluoro(β-dicetonato)boro y relacionadas con ligandos N,N-dadores. Estos sistemas se consideran potencialmente alternativos a los compuestos tipo ‘bodipy’ de probado interés tecnológico en la construcción de OLEDs pero de baja estabilidad. Se investigan ahora los factores que permitan lograr especies fotoluminiscentes del tipo difluoro(β-dicetonato)boro con adicional comportamiento cristal líquido. El primer elemento es una característica básica de los compuestos mencionados, mientras que conseguir adicionalmente la ordenación supramolecular de estas especies constituye un reto. La dualidad buscada supone su competitividad tecnológica respecto a las del tipo ‘bodipy’. Por otra parte, la introducción de sustituyentes adecuados en el core molecular de estos sistemas se dirige también a su utilidad como sensores fotoluminiscentes y materiales cristal líquido.

Una nueva opción implica la transformación de estos fluoróforos en especies aniónicas mediante la inclusión estratégica de sustituyentes aniónicos en la periferia molecular. Estas son usadas como soporte para la formación de sales iónicas, utilizando como cationes especies portadoras de las propiedades cristal líquido. La solubilidad de estas nuevas sales en medios inocuos a los organismos vivos permitirá su utilización en biotecnologías, como marcadores biológicos o sistemas de detección.

 

III. CRISTALES LÍQUIDOS IÓNICOS / IONIC LIQUID CRYSTALS

Preparación y estudio de cristales líquidos iónicos basados en cationes orgánicos mesogénicos tipo pirazolio y complejos metálicos aniónicos o clásicos aniones inorgánicos. Debido a su dual comportamiento como cristal líquido y líquido iónico ofrecen excelentes posibilidades como materiales conductores, en dispositivos electrónicos, y como medios organizados, tanto en ciencia de materiales como en bio-ciencias relacionadas.

En la investigación actual la propuesta requiere el estudio sistemático de distintas variables tanto en la parte catiónica como aniónica. La variación alternativa de cada componente permite modular aspectos como la forma o rigidez de estas especies híbridas a efectos de controlar su organización y funcionalidad.

IV. NANOPARTÍCULAS LUMINISCENTES / LUMINESCENT NANOPARTICLES  

Las nanopartículas luminiscentes ofrecen excelentes oportunidades en el mundo de las biotecnologías. Esta línea de investigación se dirige hacia la ingeniería de nanopartículas fotoluminiscentes, con potenciales aplicaciones en nanotecnología.

En concreto, se desarrolla la preparación de nanopartículas luminiscentes de sílice o de oro, de nula o baja toxicidad, dopadas con los derivados de boro que han mostrado un intenso carácter emisivo, a efectos de lograr marcadores brillantes de utilidad para imagen y diagnosis clínica.