Bio-inspired hierarchical organization of electroactive supramolecular architectures based on carbon nanoestructures

Abstract

La nanotecnología, referida a la manipulación de la materia a nivel molecular y supramolecular, es un área emergente con prometedores beneficios para la humanidad. En particular, las nanoestructuras de carbono han captado gran atención debido a sus atractivas propiedades electrónicas y mecánicas. Imitar la naturaleza mediante el desarrollo de procedimientos bioinspirados puede ser una interesante estrategia para organizar nanomateriales ricos en carbono con el fin de maximizar sus propiedades optoelectrónicas. La presente memoria está dividida en tres capítulos independientes, en los que se han desarrollado diferentes metodologías y estrategias para organizar nanoestructuras de carbono, en particular nanotubos de carbono (CNT) y fullerenos, a diferentes escalas: Capítulo 1: Se ha desarrollado una propuesta de organización supramolecular que ha permitido el diseño de moléculas fotoactivas unidas a péptidos pequeños y la formación de materiales funcionales dador-aceptor altamente ordenados. Estos materiales incluyen heterouniones de tetratiafulvaleno pi-extendido y CNT y de tetratiafulvaleno pi-extendido y perilenbisimida organizados jerárquicamente desde la nano a la macroescala. Capítulo 2: Se ha desarrollado una innovadora aproximación bio-inspirada en la cual una proteína de diseño ha demostrado su potencial para organizar porfirinas tanto en disolución como en el estado sólido. Además, una serie de proteínas y sus correspondientes conjugados con porfirinas han demostrado su uso para funcionalizar CNTs supramolecularmente. Capítulo 3: El trabajo desarrollado ha permitido la evaluación de once derivados distintos de fullereno en fotosistemas de triple-canal soportados sobre superficies conductoras. Las mejores actividades las mostraron aquellos derivados con el sistema pi-electrónico más preservado y con los sustituyentes menos rígidos.