Rodríguez / Ríos
Liñas de investigación
Química Biofísica, Fotofísica e Espectroscopía
Investigación
A nosa investigación persegue desentrañar a dinámica de procesos moleculares inducidos pola absorción de luz. Estudamos as velocidades e mecanismos de procesos fotofísicos e fotoquímicos, especialmente procesos fotoinducidos de transferencia protónica, transferencia electrónica e transferencia de enerxía. Ademais, estudamos a resposta á luz de sistemas moleculares para obter información da estrutura e propiedades de materiais moleculares e sistemas biolóxicos.
A nosa principal técnica de traballo é a espectroscopía de fluorescencia con resolución temporal, que nos permite investigar procesos fotoinducidos ultrarrápidos que transcorren en diferentes escalas de tempo, ata o límite de picosegundos.
Os obxectivos da nosa investigación son:
- Coñecer a dinámica de procesos moleculares fotoinducidos, especialmente procesos de transferencia protónica, transferencia electrónica e transferencia de enerxía.
- Caracterizar a dinámica de procesos fotoinducidos en materiais moleculares e sistemas biolóxicos.
- Deseñar novas sondas fluorescentes para o estudo estrutural e dinámico de sistemas químicos e biolóxicos.
- Desenvolver novos materiais moleculares con propiedades fotofísicas definidas.
Dinámica de procesos fotoinducidos de transferencia protónica e electrónica en materiais moleculares e sistemas biolóxicos
Un dos obxectivos principais do noso traballo é o estudo da dinámica e o mecanismo de procesos de transferencia protónica. Esta materia é obxecto de investigación para comprender aspectos químicos esenciais dos procesos acedo-base e para desentrañar o mecanismo de transporte de protóns a través das membranas biolóxicas ou das membranas de intercambio protónico das pilas de combustible, consideradas como principais alternativas “verdes” aos actuais motores de combustión.
O estudo das reaccións de transferencia protónica fotoinducidas constitúe unha estratexia moi eficaz para investigar a dinámica da transferencia protónica. En determinadas especies con grupos acedos ou básicos, a excitación electrónica provoca grandes cambios nas propiedades acedo-base. Nestas especies, a absorción de luz inicia procesos de transferencia protónica cuxa dinámica pode estudarse en escalas de tempo ultrarrápidas con técnicas espectroscópicas. Nós utilizamos técnicas de medida de absorción transitoria e fluorescencia con resolución temporal que nos permitiron demostrar que a velocidade do proceso intrínseco de transferencia protónica dun ácido moi forte ao disolvente está controlada pola velocidade de solvatación (J. Am. Chem. Soc. 2007), e que o proceso transcorre en varias etapas (J. Phys. Chem. B 2013 e J. Phys. Chem. Lett. 2014).
Disociación dun ácido forte en alcois.
As reaccións de transferencia protónica en estados electrónicos excitados atópanse asociadas en moitas ocasións a procesos de transferencia electrónica, dado que a excitación electrónica orixina nas moléculas un forte incremento da súa capacidade de aceptar e doar protóns. Ademais, a asociación de ámbolos dous procesos cataliza os procesos redox ao evitar a formación de intermedios de alta enerxía.
Nun recente traballo (Phys. Chem. Chem. Phys. 2018) puidemos demostrar que os dímeros de auga (ou alcol) determinan a desactivación da fluorescencia de N-metilquinolinio. Os nosos resultados son consistentes coa existencia dun proceso fotoinducido de transferencia protónica e electrónica acoplada (PCET) nun complexo intermedio do quinolinio excitado cun par de moléculas dos compostos hidroxílicos, unidos por enlace de hidróxeno. Nestes pares, unha molécula de auga ou alcol é capaz de doar un electrón ao quinolinio excitado e un protón á segunda molécula hidroxílica, mostrando un poder reductor incrementado en comparación coa molécula illada. Estes resultados poden ser relevantes para o estudo de fontes de enerxía renovable, disociación da auga e produción de combustibles a través de enerxía solar, e contribuír á comprensión dos procesos de fotorelaxación e transferencia electrónica de biomoléculas, nos cales a auga xoga un papel fundamental.
GRUPO DE INVESTIGACIÓN DEL CIQUS DURANTE 2011-2023