Funzionalizzazione di nanotubi di carbonio con sistemi organici Ï -coniugati

RIASSUNTO: FUNZIONALIZZAZIONE DI NANOTUBI DI CARBONIO CON SISTEMI ORGANICI Ï -CONIUGATI In questa tesi di dottorato vengono studiate tre diverse tecniche per la funzionalizzazione di nanotubi di carbonio che, grazie a caratteristiche uniche di dimensionalità  e struttura, permettono la sintesi di nuovi nanomateriali dalle peculiari proprietà  chimico-fisiche, con potenziale impiego in diversi ambiti applicativi come nuovi materiali funzionali. CAPITOLO 2.1: nella prima parte della tesi verranno presentati i risultati della funzionalizzazione covalente di nanotubi di carbonio a parete singola (SWNT) con catene poli(etilenglicoliche) (PEG)e della co-funzionalizzazione con PEG e una serie di fluorofori policiclici aromatici. Tali derivati solubili, sia in ambiente acquoso che in ambiente organico, verranno completamente caratterizzati e ne verranno investigate con particolare attenzione le proprietà  fotofisiche. Attraverso lo studio in soluzione dell'assorbimento e dell'emissione, anche risolta nel tempo, verranno messi in luce comportamenti caratteristici di questa classe di derivati dovuti a interazioni elettroniche tra nanotubo e fluoroforo. I derivati solubili funzionalizzati con le sole catene PEG saranno impiegati per la realizzazione di strutture supramolecolari basate su nuclei liposomici stabilizzati stericamente: stealth liposomes. CAPITOLO 2.2: nella seconda parte verranno presentate le sintesi e le caratterizzazioni di nuovi nano composti (nanopeapods) ottenuti, incapsulando, diverse tipologie di molecole organiche all'interno di SWNT. Sono state sintetizzate due tipologie di nanopeapods: una in cui le molecole incapsulate sono fullereni o derivati fullerenici, e una in cui vengono incapsulati fluorofori aromatici. Si confronteranno i risultati ottenuti con diverse metodologie d'incapsulamento e verranno discussi e sviluppati i criteri di scelta delle tecniche operative adottate. Per i nanopeapod realizzati con derivati fullerenici nitrossilici sarà  presentata un'indagine EPR che permetterà  di evidenziare gli effetti del confinamento e della conseguente organizzazione dei radicali nitrossido in ambienti nanometrici monodimensionali. Dei nanopeapods a base di fluorofori aromatici verranno investigate in particolare le proprietà   fotofisiche e, dal confronto di diversi derivati, verranno evidenziati comportamenti tipici di questa classe di nano materiali e le potenzialità  d'impiego come elementi funzionali per dispositivi optoelettronici. Verrà quindi descritta la sintesi di fluorofori policiclici aromatici boro organici e le prove preliminari d'incapsulamento eseguite su uno dei fluorofori ottenuti. CAPITOLO 2.3: la terza parte è invece dedicata alla sintesi di derivati di bis(stiril)benzeni e il loro impiego in una procedura semplice, veloce ed efficiente per la dispersione di nanotubi di carbonio a parete multipla in solventi organici; verrà  anche sperimentata la deposizione di tali derivati su superfici al fine di modularne la bagnabilità