Studi computazionali delle proprietà ottiche del 2,7-difenilfluorenone

àˆ stato recentemente dimostrato che il 2,7-difenilfluorenone esibisce marcate proprietà  ottiche con elevate rese in fluorescenza allo stato solido. Questo fenomeno, chiamato Emissione Indotta da Aggregazione (o AIE), risulta di grande rilevanza scientifica e tecnologica. L'obiettivo di questa tesi ਠquello di studiare le proprietà  ottiche di questa molecola attraverso calcoli computazionali. La Teoria del Funzionale di Densità  (DFT) e la sua estensione Tempo-Dipendente (TD-DFT) sono state utilizzate per simulare le proprietà  dello stato fondamentale e di quelli eccitati della molecola isolata di 2,7-difenilfluorenone (fase gas) e di diversi dimeri (considerati un'approssimazione del solido). Abbiamo simulato il monomero di 2,7-difenilfluorenone in fase gas; l'ottimizzazione della geometria dello stato fondamentale ਠstata condotta con il funzionale B3LYP e con set base 6-31G (d,p), 6-31+G (d,p) e 6-311+G (d,p). In seguito, un benchmark di diversi funzionali (B3LYP-D2, B3LYP, CAM-B3LYP, M06-2X, PBE0, ωB97X, ωB97X-D) con set base 6-311+G (d,p) si ਠdimostrato di successo nella riproduzione della geometria dello stato fondamentale (lunghezze di legame e valore dell'angolo diedro) del monomero nel vuoto. Quindi abbiamo condotto simulazioni in tetraidrofurano ed acqua, che sono i solventi utilizzati sperimentalmente nella spettroscopia UV-Visibile e di Fotoluminescenza. Come primo step abbiamo ottimizzato la geometria dello stato fondamentale e simulato le energie di transizione Sn  S0 e le relative forze dell'oscillatore (k). TD-DFT ਠstata utilizzata per calcolare i primi dieci stati eccitati per evidenziare quale di essi desse l'assorbimento pi๠intenso. I risultati mostrano che il monomero esibisce uno scarso assorbimento a basse energie. Gli spettri di emissione sono stati simulati 1) ottimizzando la geometria del primo stato eccitato partendo da quella dello stato fondamentale e 2) ottimizzando lo stato eccitato la cui emissione era pi๠intensa nello step precedente. I risultati mostrano che solo transizioni ad alta energia portano ad un elevato valore di forza dell'oscillatore (k>1 N/m). Una volta ottenuti i risultati riguardanti il monomero, abbiamo studiato diverse conformazioni del dimero. Sono stati utilizzati i funzionali B3LYP-D2, CAM-B3LYP, M06-2X e ωB97X-D in modo da simulare efficacemente le interazioni a lungo raggio tra le molecole. Si nota che i primi due stati eccitati (S1 and S2) di tutti i dimeri danno energie molto simili tra loro e che la somma delle due forze dell'oscillatore ਠdel tutto paragonabile a quella data dallo stato S1 del monomero. àˆ quindi possibile ipotizzare che la relativa funzione d'onda dovrebbe essere descritta da una combinazione di pi๠di un determinante di Slater; questo rappresenta un limite nella teoria del funzionale di densità  e dovrebbe poter essere superato da calcoli multi-reference. Per verificare se l'AIE sia rilevabile anche nel dimero, che rappresenta la forma pi๠semplice di aggregazione per una molecola, sono stati studiati i primi sei stati eccitati per verificare quale desse l'emissione pi๠intensa. Sfortunatamente i valori della forza dell'oscillatore per il dimero sono molto simili a quelli per il monomero. Non ਠstata osservata perciಠalcuna evidente differenza nel comportamento dei due sistemi e questo suggerisce che sia necessario un pi๠alto livello di aggregazione per l'osservazione di questa particolare proprietà .