Bridging between Boron & Nanoworld: Versatile Combinations & Emerging Applications

Resum

El treball presentat en aquesta tesi implica la recerca duta a terme en el grup de Laboratori de Materials Inorgànics i Catàlisi (LMI) sota la supervisió del Prof. Francesc Teixidor. La tesi es presenta com un compendi d'articles publicats o que es publicaran en un futur proper. La tesi doctoral aprofundeix en el món multifacètic de la química del bor, centrant-se particularment en els θ-metal·lacarborans, i la seva integració amb nanopartícules a mida, descobrint un regne de noves aplicacions i oportunitats. La tesi comença amb una breu Introducció sobre les diverses facetes dels metal·lacarborans i nanopartícules que serveix de base per comprendre els capítols següents. Les investigacions exhaustives comencen amb un estudi detallat sobre les propietats electroquímiques dels metal·lacarborans, particularment cobaltabis(dicarbollur) i ferrabis(dicarbollur), tant en sistemes aquosos com no aquosos amb un estudi comparatiu de Metal·lacarborans vs. Ferrocè. El ferrocè i els seus derivats han estat durant molt de temps la referència interna de referència en electroquímica per a diversos processos. No obstant això, les seves aplicacions estan limitades per problemes relacionats amb la solubilitat i les modificacions químiques. En aquest sentit, el capítol tracta del possible adveniment dels metal·lacarborans com a sistemes de referència interns "universals". El següent capítol sobre Metal·lacarborans & Proteïnes es deriva del coneixement previ de la forta interacció no covalent entre els grups [o-COSAN]- i amina a través de la formació d'enllaços de dihidrogen N-H···B-H. La visualització de proteïnes en la seva forma i entorn nadius sense interferències sempre ha estat una tasca desafiant. Per tant, en aquest estudi ens hem apropat a la 'superfície' d'una proteïna respecte a la seva interacció amb la sonda redox activa de 'molècula petita', [o-COSAN]-, emprant mesuraments electroquímics fàcils i eficaces. Aquests estudis ajuden a obtenir una visió més profunda de les superfícies de les proteïnes que poden ser valuoses per modificar les proteïnes per al disseny de fàrmacs i la biotecnologia. L'adaptació de metal·lacarborans a nanopartícules magnètiques d'enginyeria superficial obre una nova via per explorar i explotar les capacitats d'aquests dos materials. Així, el següent capítol explora la síntesi i caracterització de nanopartícules magnètiques i aprofundeix en les aplicacions de la conjectura: Metal·lacarborans & MNPs. La síntesi de nanopartícules magnètiques col·loïdalment estables i de mida controlada amb propietats magnètiques apreciables sempre ha estat un desafiament. Per tant, en el capítol proposem un mètode nou per a la síntesi de nanopartícules magnètiques col·loïdalment estables sense cap surfactant o agent que cobreixi. L' adaptació dels metal·lacarborans a les nanopartícules magnètiques funcionalitzades a la superfície s' assoleix, una vegada més, explotant els forts enllaços dihidrogen no covalents. El capítol explora l' aplicació d' aquests materials híbrids a la fotocatàlisi d' alcohols, així com la qüestió de modificar un sistema d' acord amb les necessitats. La manca de fluorescència, així com la capacitat dels metal·lacarborans com a catalitzadors eficients i robustos s'exploren més a fons en el capítol sobre Metal·lacarborans & Energia, en el qual s'investiga la capacitat de l' [o-COSAN]- com un elèctrode de "molècula petita". La destresa catalítica dels metal·lacarborans s' estudia en detall. Estenent l'estudi encara més en la falta de fluorescència en metal·lacarborans, s'estudia la capacitat de l' [o-COSAN]- com un extintor de fluorescència eficient respecte als punts quàntics de carboni funcionalitzats amb amines. Els fonaments del procés fotofísic subjacent entre Metal·lacarborans & C-dots s' investiguen a fons i en profunditat. Aquests materials híbrids que incorporen la capacitat de commutació de fluorescència 'on/off' obren noves vies on aventurar-se. La tesi navega a través de diverses aplicacions de metal·lacarborans i nanopartícules amb l'objectiu d'abordar desafiaments crítics i obrir noves vies per a l'avenç científic i el progrés tecnològic.

Data del Ajut	2 de nov. 2023
Idioma original	Anglès
Supervisor	Francesc Teixidor Bombardó (Director/a)