Design a syntéza nových nanokompozitních luminoforů na bázi boranů a jejich deriváty

Bc. Jakub BRABOREC

Master's thesis

Design and synthesis of new nanocomposite lumiphores based on boranes and their derivatives

Abstract:

Tato práce se zabývá vymezením fotofyzikálních vlastností makropolyhedrálního hydridu boru, anti-B18H22, který je jedinečnou vysoce fluorescentní molekulou mezi borany. Byla otestována použitelnost této sloučeniny jako laserového materiálu. Jeho účinnost a fotostabilita byla porovnána s komerčně dostupnými laserovými materiály. Byla syntetizována řada nových halogenovaných derivátů, které byly strukturně charakterizovány. Kromě toho byl zkoumán účinek chemické derivatizace anti-B18H22 na fotofyzikální vlastnosti. Studium fotofyziky s využitím moderních UV-Vis a Laserem Indukované Fluorescenční spektroskopie odhalilo u těchto nových derivátů schopnost laditelné luminiscence - emisi různých vlnových délek ve viditelné části spektra, ale také snížení kvantového výtěžku fluorescence z důvodu mezisystémové konverze (ISC) k tripletovým excitovaným stavům. Anti-B18H22 byl dále poprvé úspěšně zaveden do řady pevných materiálů, včetně polystyrenu a montmorilonitu. Tyto nové nanokompozitní materiály si zachovaly fluorescentní vlastnosti oktadekaboranu. Tato práce byla podpořena interním grantem Univerzity J. E. Purkyně v Ústí nad Labem (SGA projekt 5322215000101).

Abstract:

This thesis is concerned with the delineation of the photophysical properties of the macropolyhedral boron hydride, anti-B18H22, which is unique amongst the boranes as a highly fluorescent molecule. The function of this compound as a laser material was performed, along with a comparison of its performance with commercially available laser materials. Additionally, the effect of chemical derivatization on the photophysics of anti-B18H22 was investigated, in which a series of new halogenated derivatives were synthesized and structurally characterized. Study of the photophysics of these new compounds, using modern UV-Vis and Laser Induced Fluorescence spectroscopy, revealed the new derivatives to offer tunable fluorescence through a range of visible colours, however the reduction in the quantum yield of fluorescence for the emergence of Inter System Crossing (ISC) mechanism to triplet excited states. Anti-B18H22 was furthermore introduced for the first time successfully into a range of solid-state materials, including polystyrene and montmorillonite. These new nanocomposite materials displayed a preservation of the fluorescence from the borane material. This work was partially supported by the internal grant of the J. E. Purkinje University in Ústí nad Labem (SGA project n. 5322215000101).

Keywords

anti-B18H22, luminofory, nanokompozitní materiály, laserová barviva, montmorilonit

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 4. 2015

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Dr. Michael Londesborough, Ph.D.

JAN EVANGELISTA PURKYNĚ UNIVERSITY IN ÚSTÍ NAD LABEM

Faculty of Science

Master programme / field:
Nanotechnology / Applied Nanotechnology