Ultrafast dynamics of solvation: the story so far

The presence of solvent molecules in the vicinity of a solute affects a variety of processes in chemistry and biology, and thus one would like to have a physical picture of how solvation works. Although there are many structurally sensitive spectroscopic tools to investigate the role of solvent molecules in chemical processes, real time measurements of the dynamics of solvation had to wait for the development of pulsed laser spectroscopies with femtosecond time-resolution. This review describes applications of ultrafast spectroscopy to the study of solvation dynamics. At third order, we review resonant and non-resonant probes of solvation dynamics, with a focus on the study of simple and complex liquids. Fifth-order Raman spectroscopies are also reviewed, focusing on the insights these techniques give into the role of the solvent in chemical reactions and the anharmonic nature of the liquid state.A presença de moléculas de solvente na vizinhança de um soluto afeta uma variedade de processos em química e biologia, e por isso é interessante obter uma descrição física de como funciona a solvatação. Embora existam muitas ferramentas espectroscópicas estruturalmente sensíveis para a investigação do papel de moléculas de solvente em processos químicos, a medida em tempo real da dinâmica de solvatação somente tornou-se possível após o desenvolvimento de espectroscopias a laser pulsado com resolução temporal de femtossegundos. Esta revisão descreve aplicações da espectroscopia ultra-rápida ao estudo da dinâmica de solvatação. A nível de terceira ordem, discutimos a dinâmica de solvatação com técnicas ressonantes e não-ressonantes, com um foco no estudo de líquidos simples e complexos. Espectroscopias Raman de quinta ordem também são apresentadas, sendo que o enfoque dá-se no novo entendimento que estas técnicas fornecem com relação ao papel do solvente em reações químicas e à natureza anarmônica do estado líquido.21892204Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP

“On the fly” characterization of YbIII:ErIII co-doped upconversion nanoparticle nonlinear optical response from single-particle trajectories

Spectroscopic characterization of individual nanoparticles is essential for understanding their structure-property relationship and for applications. Upconversion nanoparticles (UCNPs) in condensed phases can undergo both nonlinear optical and stochastic dynamics when interacting with near-infrared sources. By integrating optical trapping microspectroscopy, stochastic dynamics and light-matter interactions experiments and simulations, in the present work we study how individual trajectories of YbIII:ErIII co-doped UCNPs can be used to perform “on the fly” characterization of their nonlinear optical power-law response upon near-infrared excitation. We illustrate the methodology in the case of freely diffusing and optically trapped UCNPs as well as with particles bound to the substrate. The approach presented in this work can be applied to UCNPs with varying composition and morphological features, particularly in single-particle studies.Fil: Cavalcante, Isabela N.. Universidade Estadual de Campinas; BrasilFil: Marchi, María Claudia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Microscopías Avanzadas; ArgentinaFil: Sigoli, Fernando A.. Universidade Estadual de Campinas; BrasilFil: de Sousa Filho, Paulo C.. Universidade Estadual de Campinas; BrasilFil: Barja, Beatriz Carmen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Nome, René A.. Universidade Estadual de Campinas; Brasi