Estudo de primeiros princípios de propriedades fotofísicas de macrociclos tetrapirrólicos
Resumo
Os macrociclos tetrapirrólicos são fotossensibilizadores bem conhecidos, absorvendo
luz solar em comprimentos de onda na região ultravioleta e visível. A eficiência desses
compostos em processos óticos e a possibilidade de alterar seu comportamento modificando
suas características fotofísicas através do uso de substituintes os tornam candidatos
promissores para aplicações em Células Solares Sensibilizadas por Corantes
(DSSC) e reações fotocatalíticas. Estudos teóricos utilizando a teoria do funcional da
densidade (DFT), buscam estudar as propriedades óticas e redox destes compostos.
Neste trabalho utilizamos a DFT para explorar as propriedades fotofísicas de anéis
de porfirina, corrina, clorina e corrol com diferentes substituintes. Nossos resultados
mostram que os espectros de absorção ótica dos compostos estudados encontram-se
na região do ultravioleta e do visível. Mais do que isso, determinamos que anéis de
porfirina e corrol com substituintes retiradores de elétrons em determinadas posições
do anel possuem potenciais redox que satisfazem os requisitos para fotocatálise da
molécula de água, bem como espectros de absorção com picos em diversos comprimentos
de onda na região do ultravioleta e visível. Para moléculas de corrina e clorina
com os substituintes de clorofila, nossos resultados revelaram a sua suscetibilidade a
modificações nas propriedades fotocatalíticas e de absorção através da alteração de
substituintes. Os resultados para os compostos com fulerenos (C60) ligados em anéis
de corrol, revelam a possibilidade de sintonizar sua absorbância ótica através de modificações
nas posições dos substituintes de C60. Além disso, as propriedades redox
dos compostos com um fulereno ligado na posição β do corrol mostraram valores promissores
dos potenciais redox para quebra de moléculas de água.
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