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Revisión de la eficiencia de porfirinas como sensibilizadores naturales obtenidos a partir de extractos naturales

Wissenschaftlicher Aufsatz 2000 4 Seiten

Chemie - Organische Chemie

Leseprobe

Resumen

En el siguiente proyecto de investigación se analizara aspectos básicos del funcionamiento de compuestos llamado porfirinas, el grupo más importante de tetrapirrólicos de cadena el cual juegan un papel decisivo en el ámbito de fisiología biológica y química. Se hará énfasis en aspectos relacionado a eficacia de estas, como sensibilizadores naturales gracias a su extracción en plantas, esquematizando y comprobando en detalles a través de experimentos fotosensibilizadores para detallar las características y reacciones de dichos compuestos químicos, con el objetivo de crear una alternativas de bajo costo para generar corriente eléctrica a gran escala, en el caso de celdas solares sensibilizadas con colorantes.

Palabras claves: eficiencia, sensibilizadores naturales, porfirinas,

Abstract

The following research project basics of compounds called porphyrins operation is analyzed, the most important group of chain tetrapyrrole which play a decisive role in the field of biological and chemical physiology. Emphasis will be placed on issues related to effectiveness of these, as natural sensitizers thanks to its extraction plants, outlining and checking in details through photosensitizers experiments to detail the characteristics and reactions of these chemicals, with the aim of creating an alternative inexpensive to generate electricity on a large scale, in the case of solar cells sensitized with dyes..

Keywords: Efficiency, porphyrins. Natural sencitizer.

Metodología de la Investigación – Periodo 2016-2.

1. Introducción

Los agentes sensibilizadores han sido tema de investigación de gran interés para los científicos en los últimos años, lo cual los ha llevado a generar la búsqueda de diferentes tecnologías y metodologías para sacar provecho a sus efectos, la cual consiste en la generación de moléculas en estado excitado o activado, es decir con exceso de energía, El proceso de sensibilización requiere la utilización de colorantes denominados sensibilizadores o foto sensibilizadores.

Los sensibilizadores se clasifican según su procedencia en: Naturales y sintéticos.

- Naturales: Pueden ser orgánicos e inorgánicos. Los orgánicos se dividen en animales (ácido carmínico, ácido kermésico, entre otros) y vegetales (antocianinas, betalaínas, carotenoides, flavonoides, clorofila, entre otros) y los inorgánicos como óxidos de cromo y óxidos de hierro.

- Sintéticos: Pueden ser orgánicos (azo, antraquinonas, entre otros). (Lemus, Colorantes orgánicos de origen natural utilizados como sensibilizadores de celdas solares, 2014)

El uso y manipulación de sensibilizadores naturales y sintéticos albergan un auge innovador en el ámbito económico como es el caso de las celdas solares. Las celdas solares basadas en compuestos orgánicos representan ventajas en aspectos económicos, ambientales y tecnológicos, y los diversos avances que se han tenido desde sus comienzos ha permitido que se genere una producción a mediana escala y de igual forma ha ampliado la visión de las ciencias en busca de mejoras, las cuales muestran que las perspectivas del incremento de su uso son muy alentadoras, ya que las investigaciones se están focalizando en opciones que optimicen costos, utilizando tecnologías eco amigables,(Lemus, 2015). También el estudio de creación de radicales libres gracias a la desmetalizacion de porfirinas alberga una esperanza a la exterminación de cualquier tipo de cáncer sin alterar sistemas y órganos no infectados.

Se estudiara con detenimiento el comportamiento de las porfinas existentes en la naturaleza como parte de tres grupos compuestos, entre estos se encuentra la clorofila que se forma con la reducción de una de las unidades de pirrol en el anillo de porfirina para corroborarCon el efecto sensibilizador, a través de experimentos de adsorción, verificación de enlaces etc (Ishwar Chandra Maurya, 2016).

Para entender bien el mecanismo de funcionamiento de los mismos es necesaria nociones básicas de fotoquímica que se expondrán en el marco teorico.

2. Metodología

La metodología del presente documento para su elaboración se soporta con los conjuntos de información brindada por artículos relacionados a la Revisión de la eficiencia de porfirinas como sensibilizadores naturales obtenidos a partir de extractos naturalesfueron encontrados ensciencediret, programa via web con prestigio en el campo científico ,arrojando en la primera búsqueda un total de 500 artículos con relación al tema, posterior a esto se realizó una selección de acuerdo a la temática con un total de 14 seleccionados finalmente los artículos con mas soporte en el proyecto fueron.

- SpectrochimicaActa Part A: Molecular and

- Biomolecular Spectroscopy.

Photoelectric characterization of fabricated dye-sensitized solar cell

using dye extracted from red Siahkooti fruit as natural sensitizer.

- From salmon pink to blue natural sensitizers for solar cells: Canna indica L., Salvia spenders, cowberry and Solanumnigrum L.

- Blue sensitizers for solar cells: Natural dyes fromCalafate and Jaboticaba.

- Escogidos posterior a una preselección con 14 artículos en dicho programa.

3. Estado del Arte

Las porfinas son del grupo prostético de las cromoproteínas porfirinicas, están compuestas por un anillo tetrapirrolico con sustituyentes laterales a un átomometálico en el centro unido mediantes cuatro enlaces de coordinación. Se clasifica basándose en los sustituyentes laterales del anillo, de modo que se distingue mesoporfinas, uroporfirinas, etioporfirinas y protpporfirinas.(Fluvial transport as a natural luminescence sensitiser of quartz, 2008)

Su estructura permite que en su interior puedan fluir libremente electrones, los cuales son transportador y localizados en otros sitios, actuando en dos procesos fundamentales la respiración aerobia y la fotosíntesis. La porfirina puede ser metalizada o desmetalizada, si a segunda ocurre ella reacciona como un agente que cataliza de forma nociva el oxigeno, excitándose y haciendo que sus electrones saltes a niveles de energía mas altos tranmitiendo energía a otras moléculas para el enlace de oxigeno monoatómico y radicales libres que destruyen células. Debido a su interesante labor en la fotosíntesis natural (COMO ANTENA QUE CAPTA ENERGIA LUMINICA), en este trabajo se empleara las porfirinas como sencibilizadores, bajo radiación visible, se realizara la transferencia electrónica hacia la banda de conducción, desde un estado excitado de la porfirina. Los electrones inyectados reducen el oxigeno del medio generando aniones radicales libre, superoxidos, los cuales pueden atacar selectivamente ciertas sustancias orgánicas o pueden ser precursores de otras sustancias radiactivas.

A continuación se mostrarán las características que deben tener los sensibilizadores.

Adsorción Se trata del procedimiento más sencillo, pues se lleva a cabo poniendo en contacto el polímero con una disolución del fotosensibilizador en un disolvente adecuado que facilite la interacción entre las moléculas del fotosensibilizador y el polímero. Una vez adsorbido el fotosensibilizador sobre el soporte basta con separar el polímero de la disolución y efectuar los lavados necesarios para retirar el fotosensibilizador no adsorbido. Requiere que las moléculas del fotosensibilizador presenten una gran afinidad por el soporte polimérico (por ej. interacciones intermoleculares de tipo hidrófobo o mediante enlace de hidrógeno). Un ejemplo de este tipo de anclaje sería la unión del complejo tris[(4,7-difenil)-1,10-fenantrolina]rutenio(II) a siliconas. (Rivera, 2004)

Unión electrostática Requiere fotosensibilizadores y polímeros con carácter iónico complementario (aniónico y catiónico o viceversa• Ventajas: unión más fuerte que la adsorción, simplicidad y rapidez. • Inconvenientes: aplicabilidad restringida a fotosensibilizadores y polímeros iónicos. Posibilidad de pérdida del fotosensibilizador si la interacción entre el fotosensibilizador y el polímero no es muy fuerte (fotosensibilizadoresmonoiónicos).(Rivera, 2004)

Unión covalente Este procedimiento permite la unión más estable gracias a la formación de enlaces químicos covalentes entre la foto sensibilizadora y el polímero Ventajas: es la unión más fuerte posible, mayor estabilidad y durabilidad del material foto sensibilizadora. No existe pérdida de la foto sensibilizadora. • Inconvenientes: procedimiento más difícil de realizar y más lento, especialmente si involucra varias etapas de síntesis. Aplicabilidad restringida a fotosensibilizadores y polímeros con grupos funcionales adecuados para formar enlaces covalentes.(Sayed Ahmad Mozaffari a, 2014)

4. Conclusiones

Gracias a la realización del presente trabajo se ha llegado a la conclusión que las porfirinas son una de las unidades químicas vitales esenciales para la vidaen la tierra y participan en una serie de procesos biológicos de gran relevancia e importancia para los seres vivos, como transferencia electrónica son la catálisis bioquímica, la, fotosíntesis el transporte y activación de oxígeno,Las porfirinas son:

Utilizadas como sensibilizadores o foto sencibilizadores sensibilizadores esenciales para diversas aplicaciones fotoquímicas debido a su alta absorción en la región visibledel espectro electromagnético, estos compuestos son eficientes en las reaccionesde oxidación catalítica y generan productos menos tóxicos y ambientalmentemás amigables.Para el estudio esxautivo del comportamiento de las porfirinas como sencibilizadores se debe realizar un conjunto de experiencias en laboratorio con instrumento especializados en fotometría y Mediante la técnica de dispersión dinámica de luz entre otros tipos de técnicas es por ellos que en dicho trabajo no se llega a observar conclusiones observadas por el investigador en proceso, es decir se establece una recopilación a las teorías y observaciones acerca del tema.

Trabajoscitados

Fluvial transport as a natural luminescence sensitiser of quartz. (2008). sciencedirect, 6.

Ishwar Chandra Maurya, N. A. (2016). Callindra haematocephata and Peltophorum pterocarpum flowers as. ScienceDirect, 4-6.

Lemus, J. A. (15 de 07 de 2014). Colorantes orgánicos de origen natural utilizados como sensibilizadores de celdas solares. Recuperado el 18 de 5 de 2016, de www.bdigital.unal.edu.co/50614/1/jesusarturoreyeslemus.2014.pdf

Lemus, J. A. (2015). sencibilizadores naturales en celdas foltovoltaicas. bogota.

Rivera, R. (2004). Fotosensibilización y el sensibilizador:. MADRID: UNIVERSIDAD DE MADRID.

Sayed Ahmad Mozaffari a, ⇑. M. (2014). Photoelectric characterization of fabricated dye-sensitized solar cell. scienedirect, 12-16.

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Details

Seiten
4
Jahr
2000
ISBN (eBook)
9783668292437
Dateigröße
565 KB
Sprache
Spanisch
Katalognummer
v339161
Note
Schlagworte
revisión

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