Los polidiacetilenos ( PDA ) son una familia de polímeros conductores estrechamente relacionados con el poliacetileno . Se crean mediante la polimerización topoquímica 1,4 de diacetilenos. Tienen múltiples aplicaciones, desde el desarrollo de películas orgánicas hasta la inmovilización de otras moléculas. [1]
El primer polidiacetileno que se descubrió fue el poli(1,6-bishidroxi hexa-2,4-diacetileno) por Gerhard Wegner en 1969. Esto se logró exponiendo cristales de 1,6-bishidroxi hexa-2,4-diino a la luz ultravioleta. [2] Se suponía que la polimerización se producía debido a la disposición espacial de los diinos en el cristal, pero esto no se confirmó hasta 1972, cuando Raymond H. Baughman acuñó el término "polimerización topoquímica" para describir la polimerización debida a la disposición espacial y propuso los requisitos espaciales necesarios para una polimerización de este tipo. [3]
La síntesis de polidiacetilenos se produce mediante la polimerización topoquímica de 1,3-diinos. Normalmente, esto debe ocurrir en estado sólido, porque muchos diinos experimentan polimerización 1,2 y 1,4 en solución; tal es el caso del diyodobutadiino [4] y otros diinos con sustituyentes que atraen electrones. La disposición ideal de los diinos en estado sólido es una distancia de repetición de 5 Å, un ángulo de inclinación de 45° y una distancia de 3,5 Å entre C1 de un monómero y C4 del monómero diino adyacente. [3]
Por lo general, la polimerización va acompañada de un cambio de color, debido a la presencia de un sistema π extendido . Además, muchos PDA presentan termocromismo causado por la torsión de la cadena principal del polímero, lo que cambia la cantidad de conjugación en el sistema. [5] Dependiendo de la estructura del monómero, el PDA resultante puede tener propiedades interesantes, como la formación de una estructura de vesícula o tubo. [6]
La transición cromática de la fase azul a la roja del PDA se debe a la estructura electrónica de la cadena principal del PDA, que se caracteriza por el doble enlace alternativo de carbono y el triple enlace de carbono. Tras la exposición a estímulos externos, como el estímulo térmico, químico y mecánico, el efecto de conjugación otorgará las propiedades cromáticas a este tipo de material. En lo que respecta a los PDA puros o "intrínsecos", la transición de la fase azul a la roja es irreversible; sin embargo, si los grupos de cabeza de la cadena lateral del PDA se refuerzan con otra estructura, por ejemplo, la quelación con nanopartículas de óxido metálico, podría proporcionar resiliencia a la cadena principal para llevar a cabo el cambio de color reversible. [7] Varias investigaciones recientes asistidas por simulación DFT han demostrado que las propiedades cromáticas se pueden modificar ajustando las estructuras de la cadena lateral del PDA. [8] Con el desarrollo de la tecnología de fabricación de películas delgadas, como la impresión por inyección de tinta, los PDA se pueden recubrir sobre diferentes materiales de sustrato como sensores multifuncionales, por ejemplo, películas de Kapton, papel de aluminio o incluso papel convencional. [9] [10]
Zhu et al. han publicado recientemente un artículo sobre la síntesis de polidiacetileno utilizando un catalizador de cobre. Este es el primer informe sobre la síntesis de polidiacetilenos en la fase de solución. [11]