Quantum chemistry and cyanine dye-sensitization: tuning photophysical properties for advanced applications

Cyanidekleurstoffen finetunen met kwantumchemie

Het promotieonderzoek van Natália Paz Neme richt zich op een bijzondere klasse van kleurrijke moleculen: cyaninekleurstoffen. Deze moleculen worden gebruikt in medische beeldvorming, sensoren en mogelijk ook in zonnecellen. Wanneer cyaninekleurstoffen worden gecombineerd met nanodeeltjes—minuscule deeltjes die duizenden keren kleiner zijn dan een zandkorrel—kunnen ze krachtige hybride systemen vormen die in staat zijn om meer zonlicht te absorberen. Daardoor worden ze gezien als veelbelovende kandidaten voor het verbeteren van de efficiëntie van zonnecellen.

Het ontwerpen en begrijpen van zulke systemen is echter bijzonder uitdagend. Zowel de kleurstoffen als de nanodeeltjes zijn complex, en hun gezamenlijke eigenschappen zijn moeilijk te beschrijven met behulp van theoretische modellen. In haar proefschrift maakt Paz Neme gebruik van geavanceerde kwantumchemische simulaties om te onderzoeken hoe veranderingen in de moleculaire structuur van de kleurstof het optische gedrag aanzienlijk kunnen beïnvloeden.

Belangrijker nog is dat Paz Neme laat zien hoe deze structurele veranderingen de manier waarop energie wordt overgedragen beïnvloeden wanneer de kleurstof aan een nanodeeltje is gekoppeld. Deze kennis opent nieuwe mogelijkheden voor het ontwerpen van kleurstoffen met specifieke, afgestemde eigenschappen. Ondanks de complexiteit van de bestudeerde systemen bieden de resultaten waardevolle inzichten die de experimentele synthese van efficiëntere nanomaterialen kunnen sturen.

Natália Paz Neme voerde haar onderzoek uit bij het Zernike Institute for Advanced Materials, afdeling Theorie van de Gecondenseerde Materie. Ze vervolgt haar loopbaan als researcher bij de Rijksuniversiteit Groningen. 

Proefschrift: https://hdl.handle.net/11370/6bfe50e1-d363-4033-ac43-222a1ef316f3