Encapsulación de Moléculas ESIPT Fluorescentes en MOFs para la Fabricación de LEDs y Sensores
Proyecto Joven Investigador - SBPLY/21/180501/000108 – 44.850 €.
Grupo de investigación: Femtociencia y Microscopia – FEMTOLEDO. Universidad de Castilla-La Mancha
I.P.: Dr Mario Gutiérrez Tovar
Finalidad del Proyecto
La finalidad del proyecto LMOF4TECH se centra en desarrollar nuevos materiales luminiscentes que puedan ser implementados como capas luminiscentes de prototipos de dispositivos energéticamente eficientes (como son los diodos emisores de luz, LEDs) y sensores luminiscentes de compuestos nocivos para la salud.
Objetivos
1.- Síntesis y Caracterización de LMOFs.
2.- Caracterización Espectroscópica y Fotodinámica.
3.- Fabricación de Dispositivos LEDs y Sensores de Compuestos Nocivos.
Resultados
Durante el desarrollo de este proyecto se han alcanzado importantes avances en el diseño, síntesis y caracterización de materiales luminiscentes híbridos (orgánicos-inorgánicos), así como su aplicación en la detección de compuestos nocivos y su implementación como capas luminiscentes de LEDs.
En cuanto a los resultados más relevantes derivados de LMOF4TECH, se han sintetizado materiales LMOFs (formados por colorantes que presentan transferencia protónica encapsulados en MOFs) capaces de detectar vapores de ácidos y bases mediante cambios en su fluorescencia. Este trabajo se publicó en ACS Appl. Mater. Interfaces (IF 10.38, Q1) y fue protegido con una patente nacional.
Se fabricaron una serie de nuevos MOFs de Zr con ligandos mixtos que presentan procesos ultrarrápidos de transferencia de energía y de carga (ligando-metal), esenciales para desarrollar dispositivos optoelectrónicos como LEDs y fotocatalizadores. Este trabajo se publicó en J. Mater. Chem. C (IF 8.07, Q1).
Se sintetizaron y caracterizaron LMOFs 2D dopados con fluoresceína y rodamina B. Se logró controlar el color de emisión manteniendo un elevado rendimiento cuántico (hasta 45%). Se publicaron los resultados en Adv. Funct. Mater. (IF 19.0, Q1).
Se desarrolló y caracterizó el LMOF UiO-66-(OH)2. Este LMOF es capaz de detectar vapores de compuestos ácidos y/o básicos, y cambios de temperatura y presión. Los resultados se publicaron en ACS Appl. Mater. Interfaces (IF 9.5, Q1).
Se sintetizaron MOFs con diferentes proporciones de Ce/Zr para optimizar su actividad fotocatalítica. El MOF con 9% de Ce mostró una mejora del 20% en eficiencia de “water splitting”. Este trabajo se publicó en ACS Appl. Mater. Interfaces (IF 9.5, Q1).
Se han fabricado una serie de materiales luminiscentes híbridos orgánicos-inorgánicos basados en Mn. Se ha caracterizado la estructura cristalina de todos ellos, correlacionándola con las propiedades luminiscentes, así como con la fotodinámica de los mismos. Estos materiales han demostrado ser excelentes candidatos como capa luminiscente de LEDs y para la detección de compuestos volátiles. Los resultados de estos trabajos (4 artículos) se han publicado en: J. Mater. Chem. C (2 artículos, IF 6.4, Q1), Mater. Today Sustain. (IF 7.9, Q1) y Adv. Sci. (IF 17.7, Q1).
Impacto científico, técnico o social:
Estos resultados han tenido una gran relevancia en el campo, dando lugar a 10 artículos científicos publicados en revistas de alto índice de impacto, y los materiales más relevantes se han protegido con una patente nacional, tal como se ha ido describiendo.
Además se llevó a cabo una revisión bibliográfica de MOFs 2D tipo ITQ que se publicó en la revista J. Mater. Chem. C (IF 6.4, Q1).
Colaboraciones:
Prof. Jin-Chong Tan, MMC Lab, University of Oxford, Reino Unido
Empresa Mcfly technologies SL
Centro tecnológico IDONIAL