Grupo de Cristales Líquidos y Nuevos Materiales

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Research lines

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Our group is well known, since more than three decades, for our contributions to materials chemistry, particularly in the field of Liquid Crystals (LC). A large number of papers published in high impact factor journals support the quality of our work. LCs are themselves materials for technological applications, being LCDs the most popular application. The peculiar properties of this state of matter (order combined with mobility, and easy external control with minimal energetic cost) make of LCs self-organized materials easy to process. For this reason, they are industrially attractive as support or carriers of any associated property. As a continuation and expansion of lines of our previous projects we plan to synthesize new molecules displaying, as molecules or as molecular aggregates, interesting properties whether in the solid state or in the LC state. Since typical dimensions of these aggregates are in the range 10-30 nm, at least in two dimensions, we can refer to them as Nanostructured Aggregates.

Now we are developping new materials (liquid crystals and polymers) and its application to two main aspects of scientific and technological development. On the one hand, the synthesis of molecules self-organizing in nanostructured condensed phases (liquid crystals, thin films and Langmuir-Blodgett films), containing metal fragments to modulate the system properties. On the other hand, polymers for sustainable applications in catalysis.

For the first objective it is proposed to obtain:

  1. a) columnar mesophases formed by substituted triphenylenes bearing different metal centers, where microseggregation of organic and inorganic columns can occur, to produce materials with properties such as luminescence or one-dimensional electrical conductivity along the columns;
  2. b) polymetallic liquid crystals to explore the formation of liquid crystals with associated properties modulated by the combination of several metals in the system;
  3. c) organometallic dyes;
  4. d) liquid crystals where mesomorphism is induced by bulky groups instead of long hydrocarbon chains;
  5. e) photosensitive liquid crystals that by irradiation can lead to a modification of their optical properties.

Finally, the possibilities of obtaining Langmuir- Blodgett films with the proposed systems will be explored.

For the second objective it is intended to prepare organic polymers to subsequently support organometallic catalysts within the cavities of these polymers with the ultimate aim of controlling the selectivity of the catalytic process by means of the system pore size.

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Nuestro grupo tiene una reconocida experiencia de más de tres décadas en la Química de los Materiales Moleculares, fundamentalmente orientada a los cristales líquidos y más específicamente a los metalomesógenos: compuestos metálicos que poseen comportamiento de cristal líquido. Un elevado número de publicaciones en las mejores revistas del mundo en química y en materiales demuestran nuestra alta capacidad en el desarrollo de este tipo de moléculas.

Aunque los cristales líquidos son en sí mismos materiales de aplicación tecnológica (las pantallas de cristal líquido son el desarrollo más conocido), las características propiedades de este estado de la materia los hacen materiales autoorganizados y fáciles de procesar, por lo que son industrialmente muy interesantes como portadores de cualquier tipo de propiedad asociada.

Sistemas nanoestructurados fluidos y polímeros basados en complejos metálicos. Materiales con propiedades electrónicas, ópticas y aplicaciones sostenibles en catálisis.

Actualmente trabajamos en nuevos materiales (cristales líquidos y polímeros) y su aplicación a dos aspectos fundamentales del desarrollo científico y tecnológico. Por un lado la síntesis de moléculas capaces de autoorganizarse en fases condensadas nanoestructuradas (cristales líquidos, capas delgadas, películas de Langmuir-Blodgett) conteniendo fragmentos metálicos como moduladores de las propiedades del sistema. Y por otro, polímeros para aplicaciones sostenibles en catálisis.

Para la primera aplicación se pretende obtener:

  1. a) mesofases columnares formadas por trifenilenos sustituidos como soporte de diferentes centros metálicos, en las que se produzca una microsegregación de columnas de diferente naturaleza, orgánicas e inorgánicas, para generar materiales con propiedades como luminiscencia o conductividad eléctrica unidimensional a lo largo de las columnas;
  2. b) cristales líquidos polimetálicos para explorar la formación de cristales líquidos con propiedades asociadas moduladas por la combinación de varios metales en el sistema;
  3. c) colorantes organometálicos;
  4. d) cristales líquidos donde el mesomorfismo es inducido por grupos voluminosos en vez de largas cadenas hidrocarbonadas;
  5. e) cristales líquidos fotosensibles que por irradiación lleven a una modificación de sus propiedades ópticas.

Finalmente se explorará la formación películas de Langmuir-Blodgett con los sistemas propuestos.

Para el segundo tema se pretende preparar polímeros orgánicos, para posteriormente soportar catalizadores organometálicos en el interior de las cavidades de estos polímeros con el objetivo último de controlar la selectividad del proceso catalítico con el tamaño de poro del sistema.