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dc.contributor.author
Ponzio, Rodrigo Andrés
dc.contributor.author
Spada, Ramiro Martín
dc.contributor.author
Wendel, Ana Belén
dc.contributor.author
Forcone, María Virginia
dc.contributor.author
Stefani, Fernando Daniel
dc.contributor.author
Chesta, Carlos Alberto
dc.contributor.author
Palacios, Rodrigo Emiliano
dc.date.available
2022-10-11T11:09:54Z
dc.date.issued
2021-10
dc.identifier.citation
Ponzio, Rodrigo Andrés; Spada, Ramiro Martín; Wendel, Ana Belén; Forcone, María Virginia; Stefani, Fernando Daniel; et al.; Exciton diffusion, antenna effect, and quenching defects in superficially dye-doped conjugated polymer nanoparticles; American Chemical Society; Journal of Physical Chemistry C; 125; 42; 10-2021; 23299-23312
dc.identifier.issn
1932-7447
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/172368
dc.description.abstract
Energy transfer (ET) in conjugated polymer nanoparticles (CPNs) is a critical process that affects the performance of these materials in diverse applications such as biological−chemical− physical sensing, imaging, photovoltaics, and phototherapy. Herein, we performed an in-depth study of ET in the CPNs of poly(9,9dioctylfluorene-altbenzothiadiazole) (F8BT) superficially doped with well-controlled amounts of rhodamine B (RhB) dye using a combined experimental and theoretical approach. In these particles, the conjugated polymer acts as the excitation energy donor, whereas adsorbed dye molecules and non-emissive quenching defect sites (Q) act as energy acceptors. Fitting of simulated polymer emission to experimental data provided the intrinsic exciton diffusion length (Ld = 8.6 nm) of the polymer and the mean number of quenching defects per particle (ρQ = 1.56 × 10−2 defects/nm2). Importantly, results provide for the first time sound evidence indicating that quenching defect centers are superficially, rather than volumetrically, distributed in these CPNs. The so-called antenna effect (AE), a parameter frequently used to characterize the ET process in donor−acceptor multichromophoric systems, was also calculated. The AE in these CPNs takes a maximum value of ∼40, which compares well with the values reported for similar systems. The developed model (and associated computational Python code) represents a significant improvement over previous models/codes by correcting inconsistencies and successfully simulating ET processes in dye-doped CPNs taking into account: exciton diffusion, ET to non-emissive quenching defect centers, ET to dye dopants, spatial distribution of dyes and defects within CPNs, and individual particle excitation probability among other parameters. The model calculates the ensemble-averaged, time-resolved, and time-averaged emission intensity of CPNs and dye dopants for specific CPN size distributions, allowing for direct comparison with experimental bulk measurements. We envisage that the presented improvements in both the theoretical model and the experimental strategy will prove useful in the study and design of new dye-doped CPNs for practical applications.
dc.format
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
American Chemical Society
dc.rights
info:eu-repo/semantics/restrictedAccess
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subject
CONJUGATE POLYMER
dc.subject
EXCITON DIFFUSION
dc.subject
ANTENNA EFFECT
dc.subject
QUENCHING DEFFECTS
dc.subject.classification
Físico-Química, Ciencia de los Polímeros, Electroquímica
dc.subject.classification
Ciencias Químicas
dc.subject.classification
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
dc.title
Exciton diffusion, antenna effect, and quenching defects in superficially dye-doped conjugated polymer nanoparticles
dc.type
info:eu-repo/semantics/article
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.date.updated
2022-09-21T23:57:55Z
dc.identifier.eissn
1932-7455
dc.journal.volume
125
dc.journal.number
42
dc.journal.pagination
23299-23312
dc.journal.pais
Estados Unidos
dc.journal.ciudad
Washington
dc.description.fil
Fil: Ponzio, Rodrigo Andrés. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales; Argentina
dc.description.fil
Fil: Spada, Ramiro Martín. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales; Argentina
dc.description.fil
Fil: Wendel, Ana Belén. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales; Argentina
dc.description.fil
Fil: Forcone, María Virginia. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales; Argentina
dc.description.fil
Fil: Stefani, Fernando Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Centro de Investigaciones en Bionanociencias "Elizabeth Jares Erijman"; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina
dc.description.fil
Fil: Chesta, Carlos Alberto. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales; Argentina
dc.description.fil
Fil: Palacios, Rodrigo Emiliano. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales; Argentina
dc.journal.title
Journal of Physical Chemistry C
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.1c07208
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcc.1c07208
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