Sintesi e caratterizzazione di cromofori polimerici per applicazioni in nanofotonica

Recentemente i polimeri liquido cristallini fluorescenti, e le loro caratteristiche precipue, sono intensamente studiati affinché possano essere ottimizzate le loro applicazioni in diversi campi tecnologici. Lo studio di questi sistemi in micro-cavità, le quali comprendono in una stessa struttura monolitica il materiale otticamente attivo e strati speculari responsabili del confinamento della luce, consente di allargare le nostre conoscenze sulla interazione lucemateria, in particolare su aspetti dell'elettrodinamica quantistica e di migliorare le proprietà optoelettroniche alla base di dispositivi a stato solido. Il confinamento fotonico ha immediate e importanti implicazioni laddove sia presente un materiale otticamente risonante, cioè in grado di assorbire (o emettere) fotoni di frequenza vicina a quella dei fotoni di cavità mediante la creazione (o distruzione) di un'eccitazione elettronica. Il fenomeno più eclatante è quello del controllo dell'emissione spontanea. In questo progetto di tesi è stata sviluppata una strategia sintetica per ottenere molecole con potenziale attività ottica di fluorescenza che presentino contemporaneamente caratteristiche fondamentali per ottenere polimeri liquido cristallini side-chain e main-chain. Le principali unità mesogeniche scelte sono state molecole a core aromatico dichetopirrolopirrolico e azobenzenico. Mediante una sintesi multi-step diversi monomeri a base metacrilica, integranti il cromoforo azobenzenico, sono stati sintetizzati e poi polimerizzati per via termica/radicalica. Il mesogeno dichetopirrolopirrolico è stato invece fuso al sistema azobenzenico per studiare una nuova classe di mesogeni fluorescenti. Similmente è stato ottenuto un ulteriore cromoforo ibrido contenente una porzione esterea. I sistemi così preparati verranno integrati in sistemi complessi come i cristalli fotonici per valutarne la fluorescenza e le proprietà ottiche per applicazioni in sensori avanzati e nanofotonica.