Scuola di Dottorato "Bernardino Telesio", Mesofasi e Materiali Molecolari Molecolari, Ciclo XXVI,a.a. 2013Questo lavoro di ricerca è dedicato allo sviluppo di nuovi materiali molecolari basati
su complessi ciclometallati di Pd(II) e di Ir(III) per la foto/elettro conversione.
Negli ultimi quindici anni, al fine di ottenere dispositivi più flessibili, più leggeri e
più facilmente processabili, sono stati studiati principalmente materiali a base
organica.
Tali materiali presentano però, proprio a causa della loro natura organica, molteplici
svantaggi, tra i quali scarsa qualità delle interfacce formate, limitata stabilità
chimico-fisica in fase di funzionamento del dispositivo, difficile trasporto di carica,
scarso assorbimento nel visibile e basse efficienze di luminescenza. Al fine di
migliorare le prestazioni finali dei dispositivi elettro-ottici, è stata introdotta una
nuova classe di materiali che utilizza come specie attive i composti organometallici.
Nell’ambito di questo lavoro di tesi, sono stati sintetizzati nuovi complessi organometallici di Pd(II) e Ir(III) e ne sono state studiate le proprietà chimico-fisiche
alla base dello sviluppo di materiali efficienti per la foto/elettro conversione.
La prima parte del lavoro di tesi ha riguardato la preparazione di complessi per la
conversione dell’energia solare.
In particolare sono stati sintetizzati e caratterizzati nuovi complessi fotoconduttori
ciclopalladati di Rosso Nilo, contenenti basi di Schiff opportunamente
funzionalizzate come leganti ancillari. Inizialmente si è scelto di utilizzare il
colorante Rosso Nilo come legante ciclometallante per le sue ottime proprietà di
assorbitore di luce visibile.
Il suo utilizzo ha inoltre comportato, nei complessi ottenuti, anche la separazione
fisica su scala molecolare degli orbitali di frontiera HOMO e LUMO.
In particolare i due orbitali risultano essere prevalentemente localizzati su due diversi
frammenti molecolari. Tale separazione induce un efficiente processo di
fotogenerazione che è alla base delle ottime proprietà di fotoconduzione osservate
per questa classe di composti in un ampio intervallo di lunghezze d’onda. Per finalizzare l’utilizzo di complessi ciclopalladati di Rosso Nilo a specifiche
applicazioni optoelettroniche, sono stati introdotti opportuni gruppi funzionali sia sul
legante ciclometallante che sul legante ancillare In particolare i nuovi gruppi funzionali hanno permesso di :
i) indurre proprietà mesomorfiche caratterizzate da un ampio grado di ordine in un
grande intervallo di temperature e di ottenere così una nuova classe di
metallomesogeni fotoconduttori;
ii) aumentare la solubilità dei complessi preparati rendendo possibile il loro utilizzo
unitamente al PC61BM, nella costruzione di celle solari ad eterogiunzione
dispersa;
iii) preparare, tramite il processo di elettropolimerizzazione, film sottili
fotoconduttori di elevata qualità su elettrodi modificati;
iv) poter ancorare i complessi sintetizzati a substrati di TiO2 e costruire celle solari
di tipo Dye Sensitized (DSSCs).
La seconda parte del lavoro di tesi, ha invece riguardato, la sintesi e la
caratterizzazione fotofisica ed elettrochimica di complessi di Ir(III) per lo sviluppo di
dispositivi elettroluminescenti.
Sebbene esista in letteratura un elevato numero di esempi di complessi cationici di Ir(III) solamente pochi complessi anionici di Ir(III) sono stati descritti finora. Inoltre,
i pochi esempi riportati, contengono leganti ancillari monodentati che rendono tali
complessi chimicamente instabili all’interno di dispositivi elettroluminescenti.
Al fine di ampliare la classe di composti anionici di Ir(III) esistenti e di migliorane la
stabilità chimica, sono stati sintetizzati nuovi complessi anionici aventi leganti
ancillari bidentati di tipo catecolato e orotato. E’ stata inoltre preparata e
caratterizzata una nuova serie di “soft salt” di Ir(III) contenenti i nuovi complessi
anionici ottenuti accoppiati ad opportuni complessi cationici di Ir(III) già noti in
letteratura.
Sono stati infine preparati e caratterizzati nuovi complessi luminescenti neutri di
Ir(III) elettropolimerizzabili. Utilizzando tali complessi sono stati anche ottenuti film
sottili elettrogenerati di alta qualità.Università della Calabria XXVI SSD CHIM/03a.a. 201
