CIQA cumple 25 años investigando polímeros luminiscentes

De acuerdo con el Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA), los polímeros conjugados luminiscentes, aquellos que pueden emitir luz de colores y poseen propiedades conductoras y semiconductoras, han llegado a revolucionar la tecnología del plástico en diferentes áreas.

Por ejemplo, en las pantallas de televisión haciéndolas más brillantes o más delgadas; o en lámparas DEL que emiten luz blanca y que están sustituyendo a los bombillos incandescentes y pueden cubrir amplias áreas de iluminación consumiendo muy poca energía.

Otras aplicaciones de estos polímeros incluyen el sensado y biosensado para la detección de contaminantes, plagas, antibióticos, insecticidas y microorganismos. En medicina y farmacéutica la aplicación va dirigida hacia el diagnóstico de tumores, control de calidad de fármacos y estudios sobre su liberación.

Y en temas de seguridad, puede aplicarse en la identificación de billetes, de documentos e identificaciones rápida y visual contra apócrifos, y en hologramas, en las placas de circulación de automóviles.

Avances en optoelectrónica y química supramolecular en el CIQA

El Departamento de Materiales Avanzados del CIQA cuenta con un grupo de trabajo que acumula 25 años de hacer investigación en este tipo de macromoléculas con tres principales vertientes de aplicación: diodos electroluminiscentes, celdas fotovoltaicas y como marcadores moleculares fluorescentes y de bioimagen.

El Grupo de Química Supramolecular y Optoelectrónica, integrado por Eduardo Arias, Ivana Moggio, Geraldina Rodríguez, Raquel Ledezma, Gleb Turlakov y Ronald Ziolo, emplean como herramienta la síntesis orgánica y se encargan de diseñar, modelizar y sintetizar diferentes tipos de macromoléculas, para que se puedan modular las propiedades de absorción y emisión de luz, y cubrir toda una gama de colores de emisión.

La estructura molecular de estos materiales también se diseña y modeliza para favorecer el orden y empaquetamiento molecular y supramolecular específico en estado sólido y en películas ultradelgadas (nano-películas), con el fin de optimizar el desempeño en los dispositivos.

Por ejemplo, los diodos electroluminiscentes (DEL) construidos a base de polímeros y/o oligómeros rígidos pi-conjugados combinan la versatilidad de los plásticos en poder ser moldeados y procesados en nano-películas para recubrir grandes áreas de superficie a bajo costo, con las propiedades semiconductoras de los materiales cristalinos inorgánicos empleados hasta hoy y costosos de obtener: silicio, oxido de germanio, seleniuro de galio, etc., permitiendo la construcción de anuncios luminosos de gran tamaño, así como de pantallas de computadora, teléfono y relojes, entre otros.

Desarrollo de nuevas aplicaciones para polímeros conjugados en sectores agroalimentario y de salud

La aplicación de estas macromoléculas pi-conjugados funcionalizadas con biomoléculas (ejemplo con ácido málico) como marcadores fluorescentes, resulta de particular interés para el sector agroalimentario y de salud.

Gracias a su elevada capacidad de emitir mucha luz es posible utilizar cantidades tan ínfimas del material, como del orden de 1 millonésimo de gramo, para, por ejemplo, teñir la raíz de una planta de tomate, con el fin de detectar la colonización de la bacteria “Bacilus subtilis”. Este trabajo se realiza con el departamento de Biociencias y Agrotecnología del CIQA, con el Dr. Humberto Valenzuela.

También han funcionalizado oligómeros pi-conjugados con azúcares, para “reconocer” la presencia de la bacteria uropatógena “Escherichia coli” en muestras clínicas humanas; trabajo realizado con el grupo de Biopolímeros.