Sintesi e caratterizzazione di copolimeri bottle-brush foto-elettro attivi

Il presente lavoro descrive sintesi e caratterizzazione di architetture macromolecolari semiconduttrici ed emissive allo stato solido con geometria bottle brush. L'obiettivo è superare l’inibizione dell'emissione indotta dall'aggregazione (Aggregation-Caused Quenching, ACQ), tipica dei materiali π-coniugati per soft optoelectronics, in cui il π-stacking causa dissipazione non radiativa allo stato solido. La sintesi impiega un monomero ortogonale multifunzionale derivato dal dichetopirrolopirrolo (DPP), funzionalizzato con anelli tiofenici (siti reattivi per la catena principale) e gruppi ossidrilici terminali (iniziatori per le catene laterali). Lo scheletro coniugato è stato sintetizzato via polimerizzazione ossidativa diretta con 3-esiltiofene (3HT). L'architettura bottle brush è stata ottenuta tramite polimerizzazione ad apertura d'anello (ROP) dell'ε-caprolattone. Variando il rapporto molare monomero/ossidrili si è modulata la lunghezza delle catene laterali di PCL (1500, 5000 e 10000 Da), in modo da poterne valutare l'effetto sterico sullo scheletro coniugato. Le analisi (1H-NMR, FT-IR, GPC) hanno confermato l'ottenimento di macromolecole ramificate ad alta densità. La caratterizzazione foto-fisica mostra che, mentre in soluzione il solvente isola il DPP, allo stato solido le catene di PCL agiscono da spaziatore sterico. Questo ingombro previene l’aggregazione dei core e l'impaccamento intermolecolare, preservando l'emissione nel rosso e riducendo l'ACQ. Infine, la ciclovoltammetria ha evidenziato una correlazione tra percentuale di DPP nel copolimero e aumento del bandgap elettrochimico. In conclusione, questo design macromolecolare combina efficacemente proprietà elettrochimiche modulabili e capacità emissive allo stato solido, aprendo a future applicazioni in dispositivi optoelettronici.