Organizaciones columnares de complejos supramoleculares para semiconductores orgánicos

Resumen

Los Cristales Líquidos (CLs) aportan una valiosa diversidad de organizaciones que pueden ser utilizadas para desarrollar materiales funcionales en los que el orden de las moléculas es origen o mejora de determinadas propiedades. Entre los distintos tipos de orden que se pueden conseguir con los cristales líquidos, las organizaciones columnares poseen un elevado interés para el desarrollo de materiales funcionales en los que la manifestación de determinadas propiedades en una dirección preferente aporta características únicas al material que definen su aplicación. Así, los cristales líquidos columnares formados por moléculas con características electrónicas adecuadas para favorecer el transporte de carga son materiales de gran interés para obtener semiconductores orgánicos unidimensionales. El objetivo general de esta tesis es conseguir, mediante química supramolecular, arquitecturas columnares bien organizadas a nivel nanométrico formadas por unidades π-funcionales de tipo semiconductor orgánico, como estrategia para obtener materiales nanoestructurados con alta movilidad de carga. En primer lugar, se ha estudiado en profundidad la capacidad de la molécula 2,4,6-tris(1,2,3-triazol-4-il)-1,3,5-triazina para formar complejos supramoleculares mediante enlaces de hidrógeno con ácidos benzoicos y obtener cristales líquidos columnares. La preparación de estos complejos supramoleculares proporciona una nueva estrategia para la obtención de materiales funcionales nanoestructurados en columnas, que pueden ser preparados de forma más sencilla que los análogos covalentes y fácilmente modificados en su periferia, permitiendo el acceso a una gran variedad de complejos supramoleculares funcionales. Esta molécula se ha utilizado a lo largo de la tesis, junto con el derivado 2,4-diamino-6-dodecilamino-1,3,5-triazina, para preparar complejos con ácidos benzoicos que incorporan unidades π-funcionales con propiedades semiconductoras: trifenileno y trifenilamina. Por un lado, el trifenileno es una unidad π-funcional conocida por dar lugar a cristales líquidos columnares y mostrar buenas propiedades de transporte de carga, fundamentalmente de huecos. Por otro lado, la trifenilamina es una unidad electrodadora que forma parte de materiales semiconductores de alto y bajo peso molecular en estado amorfo, pero escasamente estudiada en cristales líquidos y que carece de medidas de movilidad de huecos en fases cristal líquido. Los complejos supramoleculares preparados en esta tesis han permitido obtener organizaciones columnares nanoestructuradas, con un gran potencial como semiconductores orgánicos. En algunos casos, esta estrategia ha permitido obtener materiales con buenas propiedades de transporte de huecos, e incluso ha sido posible acceder a materiales que presentan buenas propiedades de transporte de carga ambipolar, de lo que existen pocos ejemplos en cristales líquidos columnares.