Nanoestructuración de moléculas fotoactivas sobre superficies para la fabricación de sensores de acidez de amplio rango

Resumen

La fabricación de nanoestructuras funcionales moleculares en superficies que puedan actuar como quimio- y biosensores, sistemas de almacenamiento de información o cualquier otro dispositivo tecnológico se ha convertido en un reto de gran interés para científicos y tecnólogos de todo el mundo. El reto es obvio, combinar conocimientos de química, ciencia de superficies, propiedades físicas y técnicas de nanoestructuración para conseguir unos sistemas con tamaños, eficacias y tiempo de respuesta optimizados. Dicho reto es el que se ha querido abordar en esta Tesis Doctoral para contribuir a avanzar en dicho campo junto con las aportaciones de otros muchos grupos. El primer paso fue la elección de los sistemas moleculares adecuados. De las posibles propiedades de trabajo y que pueden exhibir los materiales moleculares, en nuestro grupo de trabajo se ha centrado la atención en las propiedades ópticas, concretamente las de fluorescencia. No obstante no era suficiente estructurar un material molecular ópticamente activo, sino que además éste deberá responder ante un estímulo externo. En otras palabras, el objetivo se centraba en sistemas moleculares que cambian entre dos o más estados con diferentes propiedades de emisión. Esta es una de las condiciones necesarias si se quiere que los dispositivos basados en estos sistemas se conviertan algún día en una realidad. Los estímulos externos que se pueden utilizar para inducir la interconversion de propiedades son diversos, como reconocimiento selectivo de proteínas, analitos o variaciones de pH. En concreto, en esta Tesis Doctoral el interés se ha centrado en el desarrollo de quimiosensores de pH. El uso de estos sistemas de trabajo ha supuesto una plataforma excelente para el desarrollo de nuevas nanoestructuras funcionales así como explorar los límites existentes hoy en día para las técnicas de nanoestructuración. En efecto, en el caso de las nanoestructuras donde la variedad radicaba en los sistemas moleculares, se han utilizado técnicas y metodologías de fabricación bien establecidas. Sin embargo, en otros casos se han abordado auténticos retos como es la fabricación de librerías combinatoriales de tres sistemas moleculares activos diferentes. Esto ha conducido al uso de una técnica litográfica como el "dip pen" hasta las fronteras de los trabajos desarrollados hasta la fecha. De esta manera, esta Tesis Doctoral también supone una contribución muy importante en cuanto a lo que técnicas de fabricación se refiere. Aunque el reto era considerable, la consecución de los objetivos ha supuesto una importante contribución en la frontera del conocimiento en campos como las técnicas de estructuración, comportamiento de materiales en superficies o la fotónica dada la importante involucración de las propiedades de fluorescencia y como varían estas en superficies. Finalmente, no hay que olvidar la importante contribución en el campo de los bio- quimiosensores, dado que todo el conocimiento adquirido puede ser aplicable y de interés no solo para sensores fluorescentes de pH, sino para toda la familia de materiales moleculares.