Rationale Design of Up-Converting Nanoparticles Towards Advanced Optical Applications

Abstract

The thesis aims to shed some light on the massive production of up-converting nanocrystals through solvothermal conditions. Solvothermal route allows to prepare larger quantities of these nanomaterials, as compared to normal glassware-based routes, and increase yield of nanomaterials per synthesis. The synthetic route was optimized through thorough analysis of several parameters

Then, the produced nanomaterials were used to propose new optical applications in both biological (encapsulation of the nanomaterials within vesicles based on glicolypids under different pH conditions) and technological fields (the solids were entrapped within a soft-matter matrix that, under a critical temperature, underwent a sol-gel transition and permitted in a low-temperature range (below water boiling point) the modulation of matrix emissions).

Lastly a microwave - assisted synthesis was studied, as alternative to solvothermal route, to understand the formation of up-converting nanocrystals, which allowed a versatile post-synthetic coating for further applications of the crystals.

La tesis abarca un problema general de producción a gran escala de los nanomateriales. Condiciones solvotermales permiten optimizar el rendimiento de producción de materiales, y por lo tanto esta ruta de síntesis ha sido elegida para su producción masiva. El proceso ha sido optimizado a través el analísis de diferentes parametros de reacción.

Se han producido también aplicaciones ópticas avanzadas tanto en ámbito biológico (atrapando los sólidos en vesiculas preparadas por medio de glicolípidos a diferente pH) cuanto en ámbito tecnologico (los solidos venián atrapados en sistemas fibrilares que a raíz de una temperatura critica en la transición sol-gel permitía modulación de las emisiones de la matríz órganica).

En fin se ha estudiado y analizado la formación de sistemas cristalinos por medio de la sintesis a microondas, como sistema alternativo al solvotermal, que ha resultado en la formación de nanorods con posibilidad de recubrimiento post-síntesis.