Sintesi e polimerizzazione di un fluoroforo organico a base julolidinica per la realizzazione di nuovi copolimeri stirenici con caratteristiche vapocromiche

Il presente lavoro di tesi ha come oggetto la sintesi e la caratterizzazione di copolimeri stirenici contenenti un rotore molecolare fluorescente. Questa classe di luminofori organici è in grado di modulare l’intensità della propria emissione di fluorescenza in funzione delle interazioni con il mezzo in cui sono dispersi. In particolare risultano poco emissivi in solventi a bassa viscosità, dove la radiazione luminosa assorbita viene dissipata mediante transizioni non radiative, grazie alla libera rotazione dei gruppi funzionali cromoforici. Al contrario questa risulta più impedita in solventi viscosi o allo stato solido così da consentire un emissione per fluorescenza con valori massimi di resa quantica. In questo lavoro di tirocinio il 2-[4-vinil(1,1'-bifenil)-4’-il]-cianoviniljulolidina (JCBF) è stato opportunatamente sintetizzato in laboratorio. La molecola è caratterizzata da una struttura derivante da analoghi rotori già disponibili commercialmente, come ad esempio la dicianoviniljulolidina (DCVJ) e la carbossicianoviniljulolidina (CCVJ), ma ulteriormente modificata allo scopo di inserire una porzione polimerizzabile di natura stirenica. I copolimeri stirenici preparati per polimerizzazione radicalica sono stati testati sotto forma di film sottili come indicatori di fluorescenza sensibili all’esposizione di vapori di composti organici volatili (VOCs). I vapori di solvente che diffondono attraverso il film polimerico, se affini per la matrice, causano un rilassamento delle catene macromolecolari con un conseguente aumento del volume libero ed una diminuzione della microviscosità locale che porta a una maggior libertà di movimento per i rotori molecolari e favorisce quindi un rilassamento non radiativo. Questo si traduce in una diminuzione progressiva dell’intensità di fluorescenza in funzione del tempo di esposizione. Tale fenomeno è stato osservato per tutti i rotori molecolari già precedentemente studiati dal nostro gruppo di ricerca, ma in particolare il rotore JCBF ha manifestato una risposta migliore in termini di sensibilità e selettività per le classi di VOCs investigate. Il limite di rilevabilità risulta ancora da migliorare ma la buona reversibilità riscontrata suggerisce quindi un efficace impiego dei film sottili per la realizzazione di indicatori ottici di tipo on/off sensibili ai VOCs affini alla matrice plastica che costituisce il dispositivo