Fotocromismo di benzocromeni (naftopirani) e diarileteni

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Descrizione argomento

Il fotocromismo è il fenomeno per il quale una molecola possiede la proprietà di variare il suo spettro d’assorbimento in seguito ad irradiamento con opportuna frequenza e di ritornare poi nel suo stato iniziale. La specie di partenza è in genere incolore, mentre quella prodotta per irradiamento mostra degli assorbimenti nella regione visibile ed è perciò colorata. Il fenomeno è reversibile e proprio il tipo di meccanismo che regola la reversibilità del sistema fotocromico è uno dei fattori più importanti, oltre che uno dei modi più comuni per classificare tali molecole. Il tipo di reversibilità, termica, foto-termica o puramente fotochimica, è infatti alla base delle applicazioni che questi sistemi trovano in vari campi: le molecole fotocromiche termoreversibili sono comunemente usate per la realizzazione di filtri oftalmici, nella fotoregolazione di processi chimico-fisici, nella cosmesi, etc. I composti che invece mostrano reversibilità fotochimica trovano applicazione nei processi di conversione dell’energia solare, nella realizzazione di memorie ottiche, di sistemi on-off, come interruttori molecolari, etc. Tra le molecole più comunemente studiate in letteratura ci sono le spiroindolino-ossazine ed i cromeni (che generalmente mostrano termoreversibilità o foto-termoreversibilità) ed i derivati dei diarileteni (che al contrario sono generalmente solo fotoreversibili).

Descrizione attività

Il lavoro di tesi consiste generalmente in una caratterizzazione fotochimica e fotofisica delle molecole. La prima viene condotta tramite l’analisi delle trasformazioni spettrali e cinetiche che il sistema subisce sotto irradiamento stazionario con radiazione ultravioletta e visibile, sia a temperatura ambiente che, eventualmente, a bassa temperatura. La seconda con lo studio dei processi di fluorescenza (e/o fosforescenza) che possono essere coinvolti. L’analisi spettrocinetica dei dati ottenuti, quali gli spettri di assorbimento, di emissione, le cinetiche di formazione e decadimento del colore, condotta per mezzo di algoritmi matematici di vario tipo, in dipendenza dal meccanismo di reazione che regola il sistema fotocromico, permette di ottenere una serie di parametri, come le rese quantiche di fotocolorazione/fotodecolorazione, i coefficienti di assorbimento molare, le costanti di decolorazione termica e le grandezze termodinamiche di attivazione, che caratterizzano il sistema fotocromico, anche in relazione alle sue potenziali applicazioni. Il lavoro, sia teorico che sperimentale, può anche essere realizzato in collaborazione con altri docenti dell’Università di Perugia o di altre Università.

Relatore

Fausto Ortica