Proyectos
Caracterización de nuevos materiales (MOFs & MOPs) incorporando Fullereno C60 y su aplicación en celdas solares
Resumen
El proyecto de investigación busca ampliar el conocimiento que existe sobre los materiales metal orgánicos (MOMs) y así comprender mejor los procesos de autoensamblaje para la formación de nuevos Polígonos/Poliedros supramoleculares (MOPs) y de nuevas redes metalorgánicas (MOFs) usando como ligantes orgánicos, derivados bidentados con grupos nitrogenados o carboxilo en su estructura del fullereno C60. Para esto se hará reaccionar los ligantes obtenidos de los fullerenos, con un compuesto de coordinación de Pd ya sintetizado por nosotros: [Pd(dppe)(TOF)2]. Para el caso de los MOFs, se usarán nitratos de cobre y zinc, usando el método solvotérmico tradicional en DMF y además se inducirán las reacciones por radiación microondas, ya que bajo esta se puede acelerar los tiempo de reacción, mejorar los rendimientos y obtener compuestos más puros bajo condiciones más suaves. Todos los compuestos y materiales serán caracterizados mediante diferentes técnicas: RMN (31P, 19F, 13C, 1H), AE, DRX (polvo y monocristal), EM, IR, Raman, TGA/DSC etc. El grupo de investigación cuenta con una amplia experiencia en el estudio de los fullerenos, los compuestos de coordinación, los MOFs y los MOPs. Se ha dirigido varias tesis de Pregrado y Maestría abordando este campo de la Química y se ha participado en varios congresos y eventos nacionales e internacionales. Se ha trabajo desde hace varios años en estas áreas y se ha publicado varios artículos donde se han descubierto nuevas reacciones, compuestos, arreglos y equilibrios supramoleculares y se ha logrado un mejor entendimiento de la Química de estos compuestos (propiedades térmicas, electrónicas, químicas, electroquímicas etc.). De esta manera, se trabajará en el diseño, síntesis y caracterización, de nuevos derivados simétricos, con grupos nitrogenados o carboxilo de los fullereno C60, para ser usados como ligantes bi o polidentados, para obtener tanto MOPs como redes metalorgánicas (MOFs). Para esto, se decidió aprovechar el protocolo de “protección-desprotección” para la funcionalización de los dos fullerenos, ya mencionados. Las reacciones que se espera llevar a cabo, en su orden son: adición Diels-Alder [4+2], para la protección de los enlaces dobles en los polos, ciclopropanación [1+2] Bingel para mejorar la solubilidad y proteger los enlaces dobles en el ecuador. Luego se efectuará una retro Diels-Alder a 195 oC para liberar los enlaces en las posiciones “trans-1” y finalmente una cicloadición 1,3-dipolar de iluro de azometino (con 4-prididilglicina y formaldehido, reacción Prato) o Bingel para incorporar de manera regioselectiva, los ligantes con grupos nitrogenados o carboxilo en las posiciones trans-1. Las reacciones se realizarán por calentamiento convencional y por calentamiento inducido por radiación microondas. Finalmente se espera estudiar las posibles aplicaciones de los compuestos en celdas solares. Estos se realizará con la colaboración del profesor Luis Echegoyen de Texas University, con quien el grupo tiene una estrecha colaboración. En el proyecto participan tres profesores, de la Universidad Nacional de Colombia, quienes tienen una amplia experiencia en el tema planteado y han realizado varias publicaciones abordando estas temáticas, con lo cual se espera desarrollar con éxito el proyecto y hacer contribuciones significativas en estas áreas. El grupo de investigación cuenta con dos estudiantes de Maestría y uno de doctorado y varios de pregrado activos. Se realizarán además tres publicaciones y se harán varias participaciones en la apropiación social del conocimiento.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA NACIONAL DE PROYECTOS PARA EL FORTALECIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN, CREACIÓN E INNOVACIÓN DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA 2016-2018
Modalidad:Modalidad Única
Responsable