Modelagem molecular de estruturas orgânicas covalentes bidimensionais para aplicação em sensores químicos

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Galindo, Levy Alvarenga
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Estruturas covalentes orgânicas; Estrutura eletrônica; Reatividade local; Estudos de adsorção; Covalent organic structures; Electronic structure; Local reactivity; Adsorption studies
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/255705

Estruturas orgânicas covalentes definem atualmente sistemas de grande interesse para diversificadas aplicações. Tais materiais aliam as interessantes propriedades das estruturas bidimensionais como o grafeno com características semicondutoras que viabilizam seu uso em dispositivos eletrônicos. No presente trabalho ferramentas de modelagem computacional baseadas numa abordagem molecular foram empregadas na análise de características básicas destes compostos no sentido de se estabelecer possíveis relações estrutura atividade para a proposição de compostos com propriedades melhoradas, principalmente no que tange a sua aplicação em sensores de gases. Estruturas reduzidas e blocos constituintes de 3 COFs: i) COF quadrada (2,7,13, 18 – tetrabromodibenzo [a,c] dibenzo[5, 6:7,8] quinoxalino – [2, 3-i] fenazina)) (TBQP-COF), ii) COF hexagonal trifenil-azina (HEX-COF) e iii) COF losangular baseada em 1,4 dihidroxibenzidina e 1, 3, 6, 9 – tetra(4-formilfenil) pireno (LOS-COF) foram investigadas numa abordagem baseada na teoria do funcional da densidade no sentido de se avaliar propriedades eletrônicas e de reatividade local destes compostos. O estudo analisou a reatividade local dos componentes da COF, identificando regiões mais reativas e sítios relevantes para interações com espécies externas. Padrões de reatividade foram encontrados, indicando que a reatividade local de estruturas menores é mantida em estruturas mais complexas. A reatividade das COFs resulta da combinação da reatividade dos blocos. O estudo de reatividade local revelou regiões com maior suscetibilidade a receber elétrons (regiões nucleofílicas) e regiões com maior tendência a perder elétrons (regiões eletrofílicas). Os substituintes laterais mostraram efeitos consistentes em todos os sistemas, com variação na intensidade, sendo que o substituinte NH2 apresentou o menor "gap" entre os substituintes avaliados. Todos os sistemas estudados têm potencial para detectar os gases tóxicos considerados, mas a escolha da melhor COF para cada gás depende das propriedades específicas do material orgânico e do gás.