Sintesi, caratterizzazione strutturale e proprietà foto-fisiche di complessi di metalli di transizione fosforescenti ispirati a prodotti naturali

L’attività di ricerca affidata al Dipartimento di Scienze Chimiche dell’Università di Napoli “Federico II” (DSC-UniNA) nell’ambito del PAR 2015 riguarda la sintesi, la caratterizzazione strutturale e lo studio delle proprietà foto-fisiche di complessi di metalli di transizione fosforescenti progettati prendendo ispirazione da prodotti naturali, in grado di poter essere utilizzati come nuovi materiali elettroluminescenti bio-ispirati in dispositivi di tipo OLED (diodi organici ad emissione di luce). Tale attività, in associazione con quella svolta dal centro ENEA di Portici e incentrata sull’esame delle potenzialità dei nuovi materiali di sintesi nei dispositivi OLED, si inserisce in un progetto più ampio che riguarda la progettazione di finestre intelligenti (smart windows), una tecnologia all'avanguardia, fondamentale nella realizzazione di fabbricati eco-friendly in grado di abbattere i consumi energetici di riscaldamento, aria condizionata ed illuminazione, e di migliorare l'isolamento termico della struttura. Recentemente si sta pensando di inserire nei vetri intelligenti dei dispositivi OLED in modo da rendere tali strutture dei veri e propri elementi polifunzionali. E’ quindi necessario per tali scopi progettare dei dispositivi OLED che rispondano ai requisiti di eco- e bio-compatibilità. In questo contesto si inserisce l’attività di ricerca del gruppo della Dott.ssa Paola Manini presso il DSC-UniNA che, con la sua esperienza nella sintesi di nuovi materiali bio-ispirati per applicazioni nell’organo-elettronica, ha progettato, sintetizzato e caratterizzato strutturalmente nuovi complessi di metalli di transizione con leganti bio-ispirati e ne ha studiato le proprietà foto-fisiche sia in soluzione che in film sottili per valutarne le potenzialità come materiale emettitore in dispositivi OLED. Nell’ultimo decennio i complessi dei metalli di transizione sono stati oggetto di nuovo interesse per le loro proprietà elettrochimiche e foto-fisiche che li rendono validi candidati come emettitori organici fosforescenti in dispositivi elettroluminescenti. Particolare attenzione è stata rivolta ai complessi dell’iridio(III) perché: a) le proprietà foto-fisiche dei complessi possono essere modulate in maniera selettiva; b) posseggono stati redox accessibili e stabili; c) esibiscono una migliore stabilità rispetto agli altri complessi di metalli di transizione; d) esibiscono tempi di vita degli stati di tripletto più bassi; e) mostrano forti accoppiamenti spin-orbita che consentono efficienti “inter-system crossing” (ISC) tra gli stati di singoletto eccitato e gli stati di tripletto portando ad alte rese di fosforescenza. Nel complesso questi dati mettono in evidenza l’elevata efficienza degli dispositivi OLEDs realizzati con complessi dell’iridio proponendoli come valida alternativa ai più comuni emettitori di natura inorganica. Sulla base di tali presupposti l’attività di ricerca di DSC-UniNA è stata basata su: • Sintesi di un nuovo set di ligandi bio-ispirati a struttura 1-fenil-6,7-diidrossi-3,4-diidroisochinolinica (PhQR) variamente sostituiti sul sostituente fenilico con gruppi elettron-attrattori e elettron-donatori, ottenuti sempre a partire dalla dopammina; • Caratterizzazione strutturale e foto-fisica dei ligandi ottenuti; • Sintesi dei complessi dell’iridio(III) a struttura Ir(ppy)n(PhQR)m (ppy = 2-fenilpiridina; n = 0, 1, 2; m = 1, 2, 3) ottenuti impiegando come ligandi ciclometallanti le fenilisochinoline (PhQR) precedentemente sintetizzate; • Caratterizzazione strutturale e foto-fisica dei complessi ottenuti; • Studio del ruolo dei sostituenti e della stechiometria dei complessi sulle proprietà di questi ultimi; • Realizzazione e caratterizzazione morfologica dei film sottili dei complessi sintetizzati: un approccio preliminare verso la realizzazione di dispositivi OLEDs con i nuovi materiali di sintesi