Conjugated Polymers for Organic Electronics: Structural and Electronic Characteristics

The use of organic materials to design electronic devices has actually presented a broad interest for because they constitute an ecological and suitable resource for our current "electronic world". These materials provide several advantages (low cost, light weight, good flexibility and solubility to be easily printed) that cannot be afforded with silicium. They can also potentially interact with biological systems, something impossible with inorganic devices. Between these materials we can include small molecules, polymers, fullerenes, nanotubes, graphene, other carbon-based molecular structures and hybrid materials. Actually these materials are being used to build electronic structures into electronic devices, like organic light-emitting diodes (OLEDs), organic solar cells (OSCs), and organic field-effect transistors (OFETs), constituting and already commercial reality. Some of them are used on a widespread basis1, and are the focus of some recent researches in molecules2,3 and polymers4-6 suitable for these purposes. In this study we analyze the electronic and molecular characteristics of some different π-conjugated structures in order to evaluate their potential as semiconducting materials for organic electronics. For this purpose we focus on the study of conjugated polymers with different backbones configurations: (i) donor-acceptor configuration, (ii) 1D lineal or 2D branched conjugated backbones, and (iii) encapsulated polymers. To achieve this goal, we use a combined experimental and theoretical approach that includes electronic spectroscopies (i.e., absorption, emission and microsecond transient absorption), vibrational Raman spectroscopy and DFT calculations. These structural modifications are found to provoke a strong impact on the HOMO and LUMO levels and the molecular morphology, and, consequently, on their suitability as semiconductors in organic electronic applications.References 1. S. R. Forrest, M. E. Thompson. Chem. Rev., 2007, 107, 923 2. R. C. González-Cano, G. Saini, J. Jacob, J. T. López Navarrete, J. Casado and M. C. Ruiz Delgado. Chem. Eur. J. 2013, 19, 17165 3. J. L. Zafra, R. C. González-Cano, M. C. Ruiz Delgado, Z. Sun, Y. Li, J. T. López Navarrete, J. Wu and J. Casado. J. Chem. Phys. , 2014, 140, 054706 4. M. Goll, A. Ruff, E. Muks, F. Goerigk, B. Omiecienski, I. Ruff, R. C. González-Cano, J. T. López Navarrete, M. C. Ruiz Delgado, S. Ludwigs. Beilstein J. Org. Chem., 2015, 11, 335. 5. D. Herrero-Carvajal, A. de la Peña, R. C. González-Cano, C. Seoane, J. T. López Navarrete, J. L. Segura, J. Casado, M. C. Ruiz Delgado, J. Phys. Chem. C, 2014, 118, 9899. 6. M. Scheuble, Y. M. Gross, D. Trefz, M. Brinkmann, J. T. López Navarrete, M. C. Ruiz Delgado, and S. Ludwigs, Macromolecules, 2015, 48, 7049.Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech

Collider phenomenology of vector resonances in WZ scattering processes

We study the production of vector resonances at the LHC via $WZ$ scattering processes and explore the sensitivities to these resonances for the expected future LHC luminosities. The electroweak chiral Lagrangian and the Inverse Amplitude Method (IAM) are used for analyzing a dynamically generated vector resonance, whose origin would be the (hypothetically strong) self interactions of the longitudinal gauge bosons, $W_L$ and $Z_L$. We implement the unitarized scattering amplitudes into a single model, the IAM-MC, that has been adapted to MadGraph~5. It is written in terms of the electroweak chiral Lagrangian and an additional effective Proca Lagrangian for the vector resonances, so that it reproduces the resonant behavior of the IAM and allows us to perform a realistic study of signal versus background at the LHC. We focus on the $pp\to WZjj$ channel, discussing first on the potential of the hadronic and semileptonic channels of the final $WZ$, and next exploring in more detail the clearest signals. These are provided by the leptonic decays of the gauge bosons, leading to a final state with $l^+_1l^-_1l^+_2\nu jj$, $l=e,\mu$, having a very distinctive signature, and showing clearly the emergence of the resonances with masses in the range of $1.5$-$2.5\,{\rm TeV}$, which we have explored.Comment: 8 pages, 5 figures, contributed to the XIII Quark Confinement and the Hadron Spectrum - Confinement2018, 31 July - 6 August 2018, Maynooth University, Irelan

Cálculos DFT en materiales orgánicos conjugados: importancia en el análisis de los datos experimentales

Actualmente, y cada vez con mayor intensidad, los materiales orgánicos policonjugados se están erigiendo como la alternativa ecológica real al uso de silicio en materiales para dispositivos electrónicos. Este hecho se debe principalmente a una serie de ventajas que presentan frente a los materiales inorgánicos tradicionales, tales como bajo coste de producción, ligereza, flexibilidad, disponibilidad para ser impresos y posibilidad de interacción con material biológico. Éstos pueden estar constituidos por diferentes estructuras, desde moléculas discretas a polímeros, pasando por macromoléculas de mayor complejidad (fullereno, nanotubos, grafeno…). Hoy en día es posible encontrarlos integrados en dispositivos electrónicos como diodos emisores de luz orgánicos (OLEDs), células solares orgánicas (OSCs) y transistores orgánicos de efecto campo (OFETs) y presentados en diferentes soportes1, constituyendo de este modo parte fundamental de la actualidad tecnológica comercial. Dado su impacto, son uno de los principales objetos de estudio, ya sea como estructuras moleculares2,3 o poliméricas4-6. En el trabajo desarrollado se analizan las estructuras electrónicas y moleculares de diferentes materiales π-conjugados, las modificaciones que se pueden ejercer en los mismos y las propiedades exclusivas derivadas de éstas, pudiendo, de este modo, determinar su capacidad como potencial material semiconductor en aplicaciones optoelectrónicas. Para ello se han llevado a cabo una serie de experimentos (espectroscopía Raman y espectroscopía electrónica de absorción) cuyo resultado ha sido analizado en profundidad utilizando cálculos químico-cuánticos en DFT como herramienta analítica. Gracias, por tanto, a los cálculos realizados, es posible obtener una visión completa del comportamiento electrónico observado en diferentes modelos moleculares y poliméricos, así como esclarecer la causa que genera ciertos comportamientos inéditos hasta el momento en este tipo de materiales.Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tec

Materiales conjugados en electrónica orgánica: aspectos electrónicos y estructurales

En nuestro actual “mundo electrónico” existe un creciente interés en el diseño y fabricación de dispositivos electrónicos orgánicos, con propiedades ecológicas y de alta calidad. A diferencia de aquéllos basados en el silicio, se caracterizan por tener un bajo coste, ser ligeros, flexibles, solubles, imprimibles y con posibilidad de interacción con sistemas biológicos. Aparte de ser una realidad comercial reciente (OLEDs, OFETs, células solares orgánicas), nuevas moléculas1,2 y polímeros3-5 constituyen un objeto de investigación actual. En la presente comunicación se detalla el estudio de las características electrónicas y moleculares de diversas estructuras π-conjugadas (moleculares y poliméricas), para evaluar su potencial como semiconductores en diversos materiales electrónicos orgánicos.Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech

Predicción de amputación mediante MESS (Mangled Extremity Severity Score) en pacientes con lesión traumática vascular grave

En este estudio retrospectivo y ciego se analizan las historias clínicas de 60 pacientes (63 miembros inferiores), que ingresaron en nuestro hospital desde 1978 a 1992 a causa de una lesión traumática vascular grave; en este grupo no se incluyeron los pacientes con traumatismo vascular localizado por encima de la cadera o debajo del tobillo. El objetivo del estudio ha sido investigar si el MESS (Mangled extremity severity score) es un sistema útil para decidir entre la amputación precoz o el intento de reconstrucción en este tipo de pacientes. De 36 miembros que terminaron en amputación, 34 tuvieron un MESS de 7 o más, demostrando una sensibilidad del test del 94,4%. De 27 miembros que se salvaron, 22 tuvieron un MESS de 6 o menos, demostrando una especificidad del 81,4%. Así pues, el MESS es un test útil para predecir la necesidad o no de amputar un miembro con lesión vascular traumática grave, pero no es absolutamente fiable. Parece más fiable cuando se aplica a pacientes con traumatismo vascular grave que cuando se aplica a pacientes con traumatismo, tengan o no lesión vascular.60 patients (63 limbs) suffering from a severe vascular injury of the lower extremities between 1978-1992 have been retrospectively reviewed. Those cases wherein vascular injury was located above the hip level or under the ankle level were not included. The aim of this study was to investígate whether the Mangled Extremity Severity Score (MESS) is a useful test to decide between limb salvage or early amputation in this type of patients. Among 36 amputated limbs. 34 had a score equal or greater than 7, the rate of sensitivity of the test was 94,4%. Among 27 salvaged limbs, 22 had a score equal or lower than 6, showing a rate of specificity of 81,4%. The MESS seems to be a very useful test for prediction of limb salvage versus amputation with severe vascular injury, although it is not totally reliable. It seems better when applied to patients with vascular injury, rather than to those with mangled extremity, with or without vascular injury

Estudio de estados excitados y deslocaclización de carga en oligotiofenos ramificados

Los politiofenos ramificados tridimensionales (3D) y oligotiofenos dendriméricos han sido recientemente desarrollados en la búsqueda de mejoras en los materiales para aplicaciones fotovoltaicas (por ejemplo, un mayor área de contacto entre dador y aceptor, absorciones moduladas hacia el visible-NIR, etc) [1-2]. El sintón clave en la estructura de estos dendrímeros de tiofeno consiste en la combinación de tiofenos consecutivos en conexión alpha-alpha (-, que presenta una mejor conjugación) con conexiones alpha-beta (-, que permite la disposición 3D), ver Figura 1. Este trabajo trata de elucidar el efecto “competitivo” que presentan la conjugación en posición α-β sobre la de tipo α-α, tanto en la estabilización de estados excitados (singlete y triplete) como en la deslocalización de carga en especies oxidadas; ambos mecanismos son de vital importancia para optimizar el funcionamiento de estos sistemas en células solares. Para ello, proponemos un estudio de tres sistemas oligotiofénicos ramificados (ver Figura 1),[3-4] cuyas propiedades fotofísicas serán comparadas con la de sus homólogos lineales (α-α), haciendo uso de técnicas espectroscópicas de absorción y emisión, medidas de laser flash fotólisis y cálculos químico-cuánticos tipo DFT

Caracterización de polvos de talco por métodos químicos

Se estudian una serie de talcos comerciales de venta exclusiva y no exclusiva en farmacias, comprobando el grado de pureza de las variedades minerales empleadas y si los indicados polvos cumplen las normas establecidas por la legislación vigente. Los resultados se comparan finalmente con otros obtenidos mediante técnicas diferentes a las propuestas por las farmacopeas.It have been studied a serie of cornmercial talcs to be sold exclusively in pharmacies. We have studied the degree of purity of the used varyties, so as if indicated talcs are as the present legislation say. The results are compared finally with other obtained by different methods of those proposed by the pharmacopos of different countries

Microwave-assisted functionalization of carbon nanohorns with oligothiophene units with SERS activity

[EN] Carbon nanohorns have been functionalized with oligothiophene unitsviathe 1,3-dipolar cycloaddition reaction under microwave irradiation and solvent-free conditions. A dramatic Raman enhancement was found for one of the synthesized derivatives. Experimental andin silicostudies helped to understand the enhancement, attributed to the modification of electromagnetic fields upon functionalization at the tip of the nanostructures.This work was supported by the Iberdrola Foundation (CONV120313), the Spanish Ministerio de Economia y Competitividad (CTQ2017-88158-R), the Junta de Comunidades de Castilla-La Mancha (SBPLY/17/180501/000204) and FEDER-JCCM (UNCM13-1E-1663). The work at the University of Malaga was funded by the MICINN (PID2019-110305GB-I00) and Junta de Andalucia (P09FQM-4708) projects. M. I. L. acknowledges MINECO for her Juan de la Cierva-formacion grant (FJCI-2016-29593). The authors acknowledge the computer resources, technical expertise, and assistance provided by the Supercomputing and Bioinformatics centre of the University of Malaga.Iglesias, D.; Guerra, J.; Lucío, MI.; González-Cano, RC.; Lopez Navarrete, JT.; Ruiz Delgado, MC.; Vázquez, E.... (2020). Microwave-assisted functionalization of carbon nanohorns with oligothiophene units with SERS activity. Chemical Communications. 56(63):8948-8951. https://doi.org/10.1039/D0CC03496G89488951566

Enhanced lithium depletion in Sun-like stars with orbiting planets

The surface abundance of lithium on the Sun is 140 times less than protosolar, yet the temperature at the base of the surface convective zone is not hot enough to burn Li. A large range of Li abundances in solar type stars of the same age, mass and metallicity is observed, but theoretically difficult to understand. An earlier suggestion that Li is more depleted in stars with planets was weakened by the lack of a proper comparison sample of stars without detected planets. Here we report Li abundances for an unbiased sample of solar-analogue stars with and without detected planets. We find that the planet-bearing stars have less than 1 per cent of the primordial Li abundance, while about 50 per cent of the solar analogues without detected planets have on average 10 times more Li. The presence of planets may increase the amount of mixing and deepen the convective zone to such an extent that the Li can be burned.Comment: 13 pages, 2 figure