Estudo teórico dos mecanismos de mitigação de fluorescência de um novo pigmento baseado no núcleo BTD

Abstract

A fluorescência é um fenômeno central na fotofísica, com ampla aplicação em biologia, química e ciência dos materiais. As espécies cromofóricas, como as derivadas do núcleo 2,1,3-benzotiazola (BTD), são cruciais devido às suas propriedades ópticas excepcionais, como alta fotoestabilidade e intensa fluorescência. Esses cromóforos têm potencial significativo em dispositivos optoeletrônicos e bioimagem, oferecendo avanços em diagnósticos médicos e sensores. O estudo dos mecanismos de quenching, que afetam a eficiência luminosa, é essencial para otimizar e entender as propriedades emissivas desses materiais. No caso dos núcleos de BTD, a relevância é ainda maior, pois esses núcleos são amplamente utilizados em sensores e dispositivos optoeletrônicos devido à sua capacidade de formar estruturas fluorescentes estáveis e sensíveis. Compreender como diferentes fenômenos afetam a emissão de luz pode levar a avanços no design de novos materiais com propriedades ópticas específicas, melhorando a eficiência de dispositivos e expandindo suas aplicações em áreas como a detecção química e biomedicina.Neste Trabalho de Conclusão de Curso, foram analisados fenômenos em estado excitado da molécula fluorescente BTD-4AS, sintetizada pelo LaQuiMeT do Instituto de Química da UnB, usando cálculos DFT/TD-DFT com CAM-B3LYP/def2-TZVP (SMD). Investigaram-se a transição eletrônica para estados excitados, a formação de estados zwitteriônicos e interações intramoleculares, como TICT e ESIPT. Os cálculos mostraram que, apesar da contribuição significativa de estados LE devido à ressonância entre o fragmento imínico e o anel aromático, o mecanismo de ESIPT, associado ao CIS, é o mais plausível para explicar os baixos rendimentos quânticos da BTD-4AS em solventes polares. A continuidade dessa pesquisa visa confirmar a ocorrência de CIS e aprofundar o entendimento dos processos envolvidos.