Bridging between Boron & Nanoworld: Versatile Combinations & Emerging Applications

Resumen

El trabajo presentado en esta tesis implica la investigación llevada a cabo en el grupo de Laboratorio de Materiales Inorgánicos y Catálisis (LMI) bajo la supervisión del Prof. Francesc Teixidor. La tesis se presenta como un compendio de artículos publicados o que se publicarán en un futuro próximo. La tesis doctoral profundiza en el mundo multifacético de la química del boro, centrándose particularmente en los θ-metalacarboranos, y su integración con nanopartículas a medida, descubriendo un reino de nuevas aplicaciones y oportunidades. La tesis comienza con una breve Introducción sobre las diversas facetas de los metalacarboranos y nanopartículas que sirve de base para comprender los capítulos siguientes. Las investigaciones exhaustivas comienzan con un estudio detallado sobre las propiedades electroquímicas de los metalacarboranos, particularmente cobaltabis (dicarbolluro) y ferrabis (dicarbolluro), tanto en sistemas acuosos como no acuosos con un estudio comparativo de Metalacarboranos vs. Ferroceno. El ferroceno y sus derivados han sido durante mucho tiempo la referencia interna de referencia en electroquímica para diversos procesos. En este sentido, el capítulo trata del posible advenimiento de los metalacarboranos como sistemas de referencia internos "universales". El siguiente capítulo sobre Metalacarboranos & Proteínas deriva del conocimiento previo de la fuerte interacción no covalente entre los grupos [o-COSAN]- y amina a través de la formación de enlaces de dihidrógeno N-H···B-H. La visualización de proteínas en su forma y entorno nativos sin interferencias siempre ha sido una tarea desafiante. Por lo tanto, en este estudio hemos abordado la 'superficie' de una proteína con respecto a su interacción con la sonda redox activa basada en una 'molécula pequeña', [o-COSAN]-, empleando mediciones electroquímicas fáciles y eficientes. Estos estudios ayudan a obtener una visión más profunda de las superficies de las proteínas que pueden ser valiosas para modificar las proteínas para el diseño de fármacos y la biotecnología. La adaptación de metalacarboranos a nanopartículas magnéticas de ingeniería superficial abre una nueva vía para explorar y explotar las virtudes de estos dos materiales. Así, el siguiente capítulo explora la síntesis y caracterización de nanopartículas magnéticas y profundiza en las aplicaciones de la conjetura: Metalacarboranos & MNPs. La síntesis de nanopartículas magnéticas coloidalmente estables y de tamaño controlado con propiedades magnéticas atractivas siempre ha sido un desafío. Por ello, en este capítulo proponemos un método novedoso para la síntesis de nanopartículas magnéticas coloidalmente estables sin tensioactivos ni agentes de recubrimiento.La adaptación de los metalacarboranos a las nanopartículas magnéticas funcionalizadas en la superficie se logra, una vez más, explotando los fuertes enlaces de dihidrógeno no covalentes. El capítulo explora la aplicación de estos materiales híbridos en la fotocatálisis de alcoholes, así como la cuestión de modificar un sistema de acuerdo con las necesidades. La falta de fluorescencia, así como la capacidad de los metalacarboranos como catalizadores eficientes y robustos se exploran más a fondo en el capítulo sobre Metalacarboranos & Energía, en el que se investiga la capacidad de [o-COSAN]- como un electrodo tipo "molécula pequeña". La capacidad catalítica de los metalacarboranos se estudia en detalle. Ampliando el estudio sobre la falta de fluorescencia en los metalacarboranos, se estudia la capacidad del [o-COSAN]- como eficiente quencher de fluorescencia con respecto a los puntos cuánticos de carbono funcionalizados con aminas. Los fundamentos del proceso fotofísico subyacente entre Metalacarboranos & C-dots se investigan a fondo y en profundidad. Estos materiales híbridos que incorporan la característica de un modo de conmutación de fluorescencia 'on/off' abren nuevas vías para explorar. La tesis navega a través de diversas aplicaciones de metalacarboranos y nanopartículas con el objetivo de abordar desafíos críticos y abrir nuevas vías para el avance científico y el progreso tecnológico.

Fecha de lectura	2 nov 2023
Idioma original	Inglés
Supervisor	Francesc Teixidor Bombardó (Director/a)