Compuestos heterocíclicos con potencial aplicación en fotónica orgánica y nuevos hidrogeles magnéticos

Resumen

Desde el inicio de la historia de la humanidad, nuestra sociedad se ha interesado por el desarrollo de nuevas tecnologías, cada vez más avanzadas, para dar respuesta a necesidades también cada vez más complejas. Eso ha llevado al estudio de nuevos materiales que poseen propiedades nuevas y mejoradas, ya que los materiales que fueron novedosos en un tiempo pueden quedarse obsoletos en el futuro. En este marco, los materiales orgánicos han aportado nuevas ventajas sobre los tradicionales materiales inorgánicos, puesto que son más baratos de producir, y ofrecen una alta versatilidad en cuanto a su fabricación. Uno de los campos en los que los materiales orgánicos poseen un gran futuro es en las diversas tecnologías basadas en la luz como, por ejemplo, en la construcción de guías de onda, en láseres o en materiales con propiedades de transferencia de dos fotones (TPA, del inglés Two Photon Absorption). Así, la obtención de guías de onda óptica con propiedades mejoradas permitirá seguir mejorando las actuales formas de comunicación, los láseres permitirán desarrollar nuevas tecnologías como la cirugía sin sangrado, industria, impresoras láser, etc., y los materiales con propiedades TPAs tienen aplicación en campos como: la microfabricación 3D, almacenamiento de datos ópticos tridimensionales, terapia fotodinámica, microscopía de fluorescencia de barrido con láser de dos fotones e interruptores fotocrómicos. Por otra parte, la biomedicina es un campo que también necesita desarrollar nuevas tecnologías que permitan curar y erradicar enfermedades para las cuales aún no hay cura, o los tratamientos son demasiado invasivos. En ese sentido, los hidrogeles magnéticos pueden ser una alternativa a la medicina tradicional para el tratamiento de enfermedades, como el cáncer, liberando fármacos dirigidos al foco de la enfermedad. Además, en la actualidad, los hidrogeles magnéticos están siendo investigados para el estudio de la proliferación y diferenciación de células mesenquimales, que den lugar a nuevos órganos o tejidos, ofreciendo una vía no invasiva para el tratamiento de enfermedades como el Alzheimer o el Parkinson. Con estas premisas, el trabajo recogido en esta memoria para optar al Título de Doctor en Químicas está dividido en dos partes bien diferenciadas. En la Parte I, se han estudiado una serie de derivados alquinílicos de 5H-[1,2,5]tiadiazolo[3,4-f]benzotriazol como posibles bloques de construcción para la obtención de agregados supramoleculares con potencial aplicación como guías de onda óptica, así como también se han estudiado sus propiedades de transferencia de dos fotones. Además, también se han estudiado una serie de derivados alquinílicos de perilenimida con la finalidad de estudiar sus propiedades de emisión espontánea amplificada (ASE) y emplearlos como medios activos en láseres. En la Parte II se ha llevado a cabo la síntesis de nanopartículas magnéticas, así como la funcionalización de grafeno con nanopartículas magnéticas, con la finalidad de ser introducidas en diferentes hidrogeles y dotarles de respuestas a estímulos magnéticos. Así, se han empleado diferentes técnicas para la introducción de las nanopartículas y el grafeno en hidrogeles, con el objetivo de conocer no solo cómo influyen las distintas nanopartículas en el interior de los hidrogeles, sino también cómo influye la manera de introducirlas. Finalmente, se ha llevado a cabo la caracterización tanto de las nanopartículas magnéticas y el grafeno funcionalizado, como de los hidrogeles que los contienen, centrándose en el estudio de sus propiedades mecánicas, magnéticas, grado de hinchamiento y tamaño de poro.