Lantánidos. Tierras raras por explorar. Síntesis y aplicaciones

Resumen

Los lantánidos están siendo cada vez más usados para más aplicaciones. Entre todas ellas, las que derivan de sus buenas propiedades fotoluminiscentes están ganando especial importancia en áreas de tecnología punta, como en telecomunicaciones y láseres, en celdas solares para conseguir un mejor aprovechamiento de la luz solar por mecanismos de up y down conversion, en led¿s ya que permiten la emisión de luces muy monocromáticas, en sensores ópticos y en señales fotoluminiscentes de seguridad. En este trabajo se han sintetizado una serie de ligandos orgánicos correspondientes a la familia de las terpiridinas que se han hecho reaccionar con diferentes derivados de lantánidos formando complejos con muy buenas propiedades luminiscentes. Todos ellos han sido caracterizados por las técnicas convencionales de análisis y se ha podido determinar las constantes de formación mediante un análisis de regresión no lineal utilizando SPECFIT a partir de valoraciones de sus absorbancia, fluorescencia y fosforescencia. En función del tipo de ligando coordinado ha sido posible la modulación de la luminiscencia, debido a que el ligando orgánico actúa como antena para la absorción de energía necesaria para la emisión de radiación por parte de los lantánidos. La emisión de luz procede de las transiciones entre orbitales f, los cuales están muy protegidos por los orbitales 5s y 5p completos y no participan en la formación de enlaces ni se ven influenciados por el entorno, por este motivo, los lantánidos emiten siempre a las mismas longitudes de onda, aunque las intensidades relativas de las bandas así como su forma pueden verse modificadas en función del ligando. Además, como método alternativo, se han realizado experimentos de absorción transitoria para la determinación del nivel triplete excitado desde el cual se produce la transferencia de carga desde el metal a los niveles excitados de los lantánidos. Uno de estos derivados se ha ensayado como capa emisora en LED's, pero su falta de solubilidad ha impedido la formación de buenas películas delgadas que dificultan la transferencia de carga necesaria para la emisión de luz. También se han sintetizado alcanoatos de lantánidos luminiscentes sin la necesidad de coordinar un ligando antena y estos muestran excelentes propiedades fotofísicas y muy buena solubilidad en diferentes disolventes que les pueden hacer candidatos óptimos para muchas aplicaciones industriales. El trabajar con lantánidos nos ha permitido participar en dos proyectos industriales. Uno de ellos es el CENIT LIQUION donde nuestro objetivo ha sido la preparación de líquidos iónicos basados en lantánidos luminiscentes y en otro de ellos se nos propuso la idea de detectar y cuantificar heparina en muestras biológicas, por lo que algunos de nuestros derivados basados en terpiridinas tienen afinidad por esta molécula a pH fisiológico mostrando cambios en sus propiedades fotofísicas.