Absorção de dois fótons e dinâmica de estados excitados em derivados de bromo-chalcona

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Marucci, Nathan Barbola
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: 4'-bromochalcona; 4'-bromochalcone; Absorção de dois fótons; Absorção transiente; Transient absorption; Two-photon absorption; Z-scan
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-19022025-104005/

A absorção de dois fótons tem atraído grande atenção nos últimos anos por possuir uma alta penetrabilidade e resolução espacial, sendo empregada na microscopia de fluorescência por dois fótons, na microfabricação a laser por fotopolimerização por dois fótons, além da terapia fotodinâmica. Consequentemente, a descoberta de novas moléculas com altas seções de choque de absorção de dois fótons é crucial para essas aplicações. As chalconas são uma família de moléculas orgânicas notáveis por sua síntese simples, favorecendo a engenharia molecular de novos compostos, sua ampla gama de propriedades farmacológicas e pela sua capacidade de apresentar fotocromismo. Desse modo, esse estudo visa investigar como alguns substituintes no anel aromático afetam as propriedades ópticas lineares (absorção e fluorescência) e nãolineares (absorção de dois fótons) de alguns derivados de 4-bromochalcona em dimetilsulfóxido (DMSO). Os experimentos não-lineares foram conduzidos utilizando pulsos de 200-fs de um sistema laser Yb:KGW que, acoplado a um amplificador óptico paramétrico (OPA), permite sintonizar o comprimento de onda de excitação, resolvendo a absorção nãolinear espectralmente. Além disso, realizou-se cálculos de química quântica através da teoria do funcional da densidade a fim de aprofundar a interpretação dos dados experimentais. As amostras estudadas apresentaram, em geral, fluorescência não-significativa e uma baixa seção de choque de absorção de dois fótons, principalmente na banda de menor energia. Contudo, a amostra contendo o grupo dimetilamina (N(CH3)2) se destacou, exibindo um grande desvio batocrômico e uma eficiência quântica de fluorescência relativamente alta (14%), com um significativo Stokes Shift (0.65 eV), além de uma alta seção de choque de absorção de dois fótons (com um pico de aproximadamente 90 GM). As simulações de optimização de geometria revelaram que o efeito ressonante desempenha um papel fundamental no aumento dessa nãolinearidade. Adicionalmente, medidas de absorção transiente exibiram uma dinâmica de relaxação do estado excitado que, de acordo com as simulações computacionais, está relacionado a uma mudança conformacional da molécula. Por fim, foi gerado teoricamente o espectro de absorção de dois fótons não-degenerados, de onde observamos o efeito do aumento ressonante.