Polieletrólitos Conjugados de Poliarileno Etilenileno com Banda Protetora Variável

Uma série de polieletrólitos conjugados de poliarileno etilenileno (PAE) foi preparada utilizando química de acoplamento mediada por paládio (Sonogashira). A série consiste em cinco pares de polímeros que compartilham o mesmo esqueleto de poliarileno etilenileno. Um membro de cada par contém grupos laterais sulfonato aniônico (R−SO3-), enquanto o outro membro contém grupos laterais catiônicos bis-alquilamônio (R-N+−R-N+−R). A estrutura da unidade repetitiva do esqueleto de poliarileno etilenileno consiste em uma unidade de bis(alcóxi)fenileno-1,4-etilenileno alternando com um segundo moiety de arileno etilenileno, e cinco arilenos diferentes foram usados, Ar = 1,4-fenila, 2,5-piridila (Py), 2,5-tienila (Th), 2,5-(3,4-etilenodioxi) tienila (EDOT) e 1,4-benzo2,1,3-tiodiazole (BDT). As diferentes unidades de arileno induzem variação na banda de gap HOMO−LUMO ao longo da série de polímeros, resultando em uma série de materiais que exibem máximos de absorção em comprimentos de onda que variam de 400 a 550 nm e máximos de fluorescência variando de 440 a 600 nm. As propriedades de absorção e fluorescência dos CPEs foram investigadas em metanol, água e em misturas de metanol/água. Os dados fotofísicos sugerem que as cadeias de CPE se agregam na água, mas no metanol, os polímeros estão bem solvatados de tal forma que as propriedades ópticas são características das cadeias “molecularmente dissolvidas”. Estudos de quencher de fluorescência Stern−Volmer (SV) foram realizados usando diimidas de naftaleno iônicas como aceitadores de elétrons. Os resultados mostram que a fluorescência dos CPEs foi reduzida com uma eficiência muito alta (redução amplificada) quando a diimida iônica carregava carga oposta à carga na cadeia de CPE. A sensibilidade da resposta de quencher de Stern−Volmer varia fortemente ao longo da série de CPEs, com o quenching mais eficiente observado para polímeros que exibem fluorescência eficiente quando estão agregados. A relação entre a estrutura da cadeia lateral do CPE, banda de gap, rendimento quântico de fluorescência, extensão da agregação da cadeia e eficiência de quenching da fluorescência é discutida.