DEVELOPMENT OF NEW HIGHLY CONJUGATED MOLECULES AND THEIR APPLICATION IN THE FIELD OF RENEWABLE ENERGY AND BIOMATERIALS

In recent years hybrid functional materials began to be employed in a series of technologically advanced applications spanning from bio/medical sensors, to renewable energy generation. For this reason, they became the focus of several studies in the field of materials science. At the same time, conjugated molecules have also been intensively investigated, due to the properties arising by the presence of long π-conjugated systems, from the possibility to conduct electricity to the ability to absorb light in a wide range of wavelengths. This PhD work focused on the introduction of such systems in two different kinds of hybrid materials, namely photovoltaic devices for the production of electricity (in particular Dye Sensitzed Solar Cells) and alternative fuels hydrogen), and biocompatible stimuli-responsive hydrogels (capable to conduct electricity and to react upon irradiation), and on the study of their influence on the characteristics of the final material.

Negli ultimi anni, i materiali funzionalizzati ibridi hanno iniziato ad essere largamente impiegati in applicazioni altamente tecnologiche, dai sensori bio/medicali alla produzione di energie rinnovabili. Per questa ragione sono diventati l’oggetto di diversi studi nell’ambito della scienza dei materiali. Allo stesso tempo, le molecole organiche coniugate sono state intensivamente analizzate per via delle loro proprietà particolari riconducibili alla presenza di un lungo sistema di legami π, dalla possibilità di condurre elettricità al loro largo spettro di assorbimento della radiazione luminosa. Questo lavoro di tesi si è concentrato sull’introduzione di questi sistemi all’interno di due tipi di materiali ibridi, dei dispositivi fotovoltaici per la produzione di elettricità (in particolare delle celle solari sensibilizzate a coloranti) e di carburanti alternativi (idrogeno), e degli idrogel biocompatibili sensibili agli stimoli (capaci di condurre elettricità e di reagire a stimoli luminosi), ed inoltre sullo studio della loro influenza sulle caratteristiche del materiale finale.