Molecular Nanoparticles and Gels: Materials for Biomedical and Photonic Applications

Abstract

The general objective of the present thesis is the study and development of low molecular weight gelators with photonic and biomedical applications.

Low molecular weight gelators derived from amino acids containing fluorescent moieties will be synthesized and characterized.

The energy transfer process occurring on a stimuli-responsive orthogonal two-component gelator will be studied, paving the way for possible light-harvesting applications.

The construction of a smart versatile gel that present aggregation induced emission will be carried out. The aggregation mode showed to have crucial implications on the AIE phenomenon.

Miniaturization of macroscopic molecular gels in nano- and micro-objects will be carried out. Biomedical applications of this new systems will be assessed.

New hybrid materials containing molecular gels and upconverting nanoparticles will be studied. The energetic and structural relationship among them will be assessed resulting in potential applications in photodynamic therapy.

4-amino-1,8-naphthalimide chromophore in self-assembled systems will be studied as nitric oxide sensor.

L'objectiu general de la tesi és l'estudi i desenvolupament de molècules de baix pes molecular que s'auto-assemblen per a ser utilitzades en aplicacions fotòniques i biomèdiques. Es sintetitzaran i caracteritzaran noves famílies de gelants de baix pes molecular derivats d'aminoàcids que tenen fraccions fluorescents. S'avaluarà el procés de transferència d'energia que es duu a terme en gels moleculars reversibles auto-assemblats com a possible símil de sistemes naturals. S'estudiarà la construcció d'un nou gel versàtil que respongui als estímuls i que sofreix fenòmens d'emissió induïts per agregació degut a l'auto-organització en fibres. S'estudia la miniaturització de gels moleculars macroscòpics en nano i microgels moleculars. Es realitzarà un estudi fonamental d'un nou material híbrid basat en les relacions estructurals i energètiques entre dues àrees d'interès: Els gels moleculars fluorescents i les nanopartícules de conversió ascendent. S'estudia el comportament del cromòfor 4-amino-1,8-naftalimida en sistemes autoensamblats com a sensor d'òxid nítric (NO).