Aggiunge slide Marp della presentazione con immagini
Co-Authored-By: Claude Sonnet 5.5 <noreply@anthropic.com>
No files matched your search
|
After Width: | Height: | Size: 168 KiB |
|
After Width: | Height: | Size: 63 KiB |
|
After Width: | Height: | Size: 179 KiB |
|
After Width: | Height: | Size: 60 KiB |
|
After Width: | Height: | Size: 54 KiB |
|
After Width: | Height: | Size: 13 KiB |
|
After Width: | Height: | Size: 21 KiB |
|
After Width: | Height: | Size: 21 KiB |
|
After Width: | Height: | Size: 23 KiB |
|
After Width: | Height: | Size: 32 KiB |
|
After Width: | Height: | Size: 52 KiB |
|
After Width: | Height: | Size: 41 KiB |
@@ -0,0 +1,181 @@
|
||||
---
|
||||
marp: true
|
||||
paginate: true
|
||||
---
|
||||
|
||||
<!-- _paginate: false -->
|
||||
|
||||
## Tesi magistrale in Chimica Industriale · a.a. 2025-2026
|
||||
|
||||
# Sintesi e caratterizzazione di copolimeri bottle brush foto-elettro attivi
|
||||
|
||||
**Candidata:** Aurora Luzi
|
||||
**Relatore:** Dr. Stefano Scurti
|
||||
|
||||
Dipartimento di Chimica Industriale "Toso Montanari" · Università di Bologna
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Soft optoelectronics
|
||||
|
||||
- **Semiconduttori organici π-coniugati**: leggeri, flessibili, depositabili da soluzione a bassa temperatura
|
||||
- Convertono segnali elettrici in luce (**OLED**, diodi organici a emissione di luce) o viceversa (celle fotovoltaiche)
|
||||
- Serve **ingegnerizzare il band gap**: approccio **donatore-accettore (D-A)**
|
||||
|
||||
> **[Spazio per immagine]** Schema di un OLED (strati, iniezione di carica ed emissione) e struttura D-A con trasferimento di carica intramolecolare
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Aggregation-Caused Quenching (ACQ)
|
||||
|
||||
- Scheletro planare → **π-stacking** → dissipazione non radiativa → **fluorescenza spenta allo stato solido**
|
||||
- In un OLED serve proprio l'emissione
|
||||
|
||||
> **[Spazio per immagine]** Schema catene isolate in soluzione (emissione) vs catene impilate allo stato solido (quenching)
|
||||
|
||||
**Domanda:** un'architettura **bottle brush** può superare l'ACQ mantenendo l'integrità elettrochimica del core DPP?
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Dichetopirrolopirrolo (DPP)
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
- Nucleo **planare, rigido ed elettron-povero**
|
||||
- π-stacking e legami a idrogeno: molto stabile, ma **poco solubile**
|
||||
- **N-alchilazione**: elimina i legami a idrogeno e aumenta la solubilità
|
||||
- Tiofeni in posizione 3 e 6: siti di **polimerizzazione**
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Monomero ortogonale e grafting-from
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
- Fluoroforo legato **covalentemente** (a: host-guest, b: main-chain, c: side-chain, d: cross-linked)
|
||||
- DPP con **due -OH**: tiofeni per lo scheletro (con **3-esiltiofene**, 3HT, via FeCl<sub>3</sub>), -OH come iniziatori della **ROP** (polimerizzazione ad apertura di anello)
|
||||
- Catene laterali di **PCL** (poli(ε-caprolattone)) = spaziatore sterico
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# DPP **1** e monomero ortogonale **2**
|
||||
|
||||
 
|
||||
|
||||
- **1**: ciclizzazione pseudo-Stobbe di 2-cianotiofene e diisopropil succinato
|
||||
- **2**: N-alchilazione di **1** con 6-bromo-1-esanolo
|
||||
- Conferma: <sup>1</sup>H-NMR (4,1 e 3,6 ppm), FT-IR (O-H a ~3400 cm<sup>-1</sup>)
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Proprietà ottiche di **1** e **2** in THF
|
||||
|
||||
 
|
||||
|
||||
- **1**: assorbimento 531 nm, emissione 542 nm, Stokes shift 11 nm
|
||||
- **2**: assorbimento 541 nm (**red-shift**): le catene alifatiche destabilizzano l'HOMO e riducono il band gap ottico
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Copolimerizzazione ossidativa DPP-3HT
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
- FeCl<sub>3</sub> in nitrometano/CHCl<sub>3</sub>: nessuna pre-funzionalizzazione, T ambiente
|
||||
- **3a, 3b, 3c**: 20, 50, 80% DPP in alimentazione
|
||||
|
||||
| | DPP reale | Mn (Da) |
|
||||
|---|---|---|
|
||||
| **3a** | 3% | 2200 |
|
||||
| **3b** | 12% | 2400 |
|
||||
| **3c** | 35% | 2100 |
|
||||
|
||||
DPP incorporato **≤ 35%** (3HT più reattivo, DPP ingombrante)
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Copolimeri lineari: l'ACQ è confermata
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
- **In soluzione (THF)**: profili ottici identici, assorbimento 540-544 nm, emissione ~550 nm
|
||||
- **Allo stato solido**: nessuna emissione apprezzabile (lampada Kessil, 456 nm)
|
||||
- DSC: nessuna fusione, struttura random
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# ROP del ε-caprolattone
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
- Dai -OH di **3b** e **3c**, Sn(Oct)<sub>2</sub> (stagno ottanoato), toluene, 110 °C
|
||||
- Catene di PCL da **1500, 5000, 10000 Da** → 6 bottle brush
|
||||
- Conferma: <sup>1</sup>H-NMR (tripletto a ~4,0 ppm), FT-IR (sparisce O-H, compare C=O a ~1720 cm<sup>-1</sup>)
|
||||
- GPC: PD 1,2-1,5; DSC: T<sub>m</sub> 55-60 °C
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Bottle brush allo stato solido
|
||||
|
||||
 
|
||||
|
||||
- **3.2b**: emissione da ~560-565 nm (soluzione) a **~650-660 nm** (film): **emissione nel rosso**
|
||||
- Catene lunghe: emissione intensa; **3 kDa**: spenta come nei lineari
|
||||
- Il PCL funziona da **spaziatore sterico**
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Integrità elettrochimica (ciclovoltammetria)
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
- Processi **irreversibili**, a carico del core DPP-3HT
|
||||
- Band gap: monomero **2** 2,01 eV; lineari **0,97-1,37 eV**, cresce con la % di DPP fino a un plateau
|
||||
- Bottle brush: **0,929-1,521 eV**
|
||||
- Il PCL non compromette l'elettroattività
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Cosa abbiamo ottenuto
|
||||
|
||||
- Il bottle brush **attenua l'ACQ**: lineari spenti, bottle brush con catene lunghe emettono nel rosso
|
||||
- **Integrità elettrochimica** del core DPP preservata
|
||||
- **Limiti**: DPP ≤ 35%, GPC sottostima i pesi molecolari, nessuna resa quantica allo stato solido
|
||||
- **Prospettiva**: strato elettro-luminescente in OLED
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
<!-- _paginate: false -->
|
||||
|
||||
# Grazie per l'attenzione
|
||||
|
||||
Aurora Luzi · Relatore: Dr. Stefano Scurti
|
||||
|
||||
---
|
||||
# Pesi molecolari dei bottle brush
|
||||
|
||||
| Polimero | Mn GPC (Da) | Mw GPC (Da) | PD | Mn <sup>1</sup>H-NMR (Da) |
|
||||
|---|---|---|---|---|
|
||||
| **3.1b** | 12200 | 18500 | 1,5 | 8200 |
|
||||
| **3.2b** | 17300 | 22700 | 1,3 | 18000 |
|
||||
| **3.3b** | 21300 | 26300 | 1,2 | 28000 |
|
||||
| **3.1c** | 14000 | 18200 | 1,3 | 18200 |
|
||||
| **3.2c** | 19200 | 24400 | 1,3 | 35500 |
|
||||
| **3.3c** | 14500 | 19500 | 1,3 | 41300 |
|
||||
|
||||
GPC (volume idrodinamico, standard di polistirene) sottostima i pesi molecolari dei polimeri ramificati.
|
||||
|
||||
---
|
||||
# HOMO, LUMO e band gap elettrochimici
|
||||
|
||||
| Polimero | HOMO (eV) | LUMO (eV) | Bandgap (eV) |
|
||||
|---|---|---|---|
|
||||
| **3a** | -5,04 | -4,07 | 0,97 |
|
||||
| **3b** | -4,85 | -3,54 | 1,32 |
|
||||
| **3c** | -4,80 | -3,43 | 1,37 |
|
||||
| **3.1b** | -4,62 | -3,58 | 1,04 |
|
||||
| **3.2b** | -4,63 | -3,53 | 1,10 |
|
||||
| **3.3b** | -4,63 | -3,60 | 1,03 |
|
||||
| **3.1c** | -4,77 | -3,25 | 1,52 |
|
||||
| **3.2c** | -4,69 | -3,27 | 1,42 |
|
||||
| **3.3c** | -4,48 | -3,55 | 0,93 |
|
||||