《天然·通信》报道重点尝试室黄维院士、解令海传授团队在无机纳米聚合物范畴最新研讨功效
发布时候: 2020-04-10     阅读次数: 291

 克日,重点尝试室黄维院士息争令海传授团队在无机纳米聚合物范畴取得严重冲破,研讨功效“基于中间对称份子摆列的平面挑选格子化和聚格子化”(“Stereoselective gridization and polygridization with centrosymmetric molecular packing”)于4月9日在国际顶级期刊Nature Communications(《天然·通信》)在线颁发,解令海传授和黄维院士为配合通信作者,博士研讨生林冬青同窗和青年教员魏颖博士为论文配合第一作者。

  自Alan J. Heeger等1976年发明导电聚合物并于2000年取得诺贝尔化学奖以来,无机半导体及在其根本上孕育出来的柔性电子技术成为承载将来信息财产与智能制作最具潜力的载体。直至明天,柔性电子技术、出格是无机电子技术仍面对着庞大挑衅,不管是在无机显现(OLED)、无机激光(OL)、无机光伏(OPV),仍是在无机场效应晶体管(OFET)、传感与履行、信息存储与忆阻计较等方面。以无机宽带隙半导体为例,其综合机能与资料参数远远掉队于以GaN/SiC为代表的无机半导体。今朝只要无机发光二极管(OLED)完成了大范围贸易化,同时还面对着量子点、钙钛矿与二维纳米等新兴资料的剧烈合作。在如许的背景下,回归无机半导体的实质和深条理摸索根本物理化学题目具备主要的科学意思和技术代价。最近几年来,黄维院士息争令海传授率领的团队针对份子布局的范围性这一题目,提出了无机纳米聚合物(Organic Nanopolymers)的观点,并首创了聚格类无机纳米聚合物这一新的研讨标的目的(Chin J Polym Sci 35, 87–97 (2017). http://doi.org/10.1007/s10118-016-1856-7)。

  无机纳米聚合物是指由无机纳米单体作为反复单位经共价纳米毗连而成的一类高份子,这类骨架布局可统筹碳纳米的类无机光电特点与高份子的溶液可加工上风。从立异布局角度成长分解战略是开启这一标的目的的关键,分解具备可溶性的、平面挑选性的与布局了了的聚格类纳米聚合物不只是光电资料的根本,并且对作为进步前辈模子揭露布局与机能的干系显得尤其主要。在该研讨中,团队设想的A2B2型分解子不只降服了交联题目,并且有用节制了纳米聚合物的立构规整度。研讨团队从“份子吸斥协同实际(SMART)”动身,操纵电子给受体之间的π-π聚积吸收力与质子化氮杂芴超亲电体的电荷排挤力,调控出了反平行与中间对称的份子摆列形式,从而降服了傅克反映进程中热力学均衡的搅扰,完成了格子化与聚格子化反映的内消旋挑选性。因为A1B1分解子二聚格子化所构成的缺角格与1948年荷兰版画巨匠摩里茨·科奈里斯·埃舍尔创作的《手画手》存在一种对应干系,终究研讨团队将这一类无机纳米反复单位定名为手画手格芳烃(Drawing Hands-type Gridarene,DHG),该界说也抒发了纳米毗连的喻义,希冀将来手画手格成为一种有用的纳米互联的化学体例。

  值得一提的是,研讨团队所分解的手画手聚格表现出了无机纳米聚合物关键特点,这将是具备主要里程碑意思的。高份子物理研讨标明,作为内消旋挑选性的格基纳米聚合物(长度达20~30nm),这类环链瓜代的主链布局具备1.651的Mark-Houwink指数与流膂力学半径Rh~M1.13的依靠干系,证实了手画手聚格表现出纳米聚合物根基特点。另外,经由过程份子能源学摹拟显现内消旋构型的聚格主链即便在陷落状况下依然具备高度各向同性的棒状骨架,并且表现出比外消旋构型的聚格主链更强的抗陷落才能。无机纳米聚合物平面挑选性的严重冲破正逢斯陶丁格(Hermann Staudinger)提出高份子科学观点100周年,信任研讨团队首创的无机纳米聚合物标的目的将开启高份子科学的新篇章。

  黄维院士表现,无机纳米聚合物半导体将为塑料电子供给新的打算,将来研讨团队的任务将潜伏影响新一代无机宽带隙半导体资料、电泵浦激光、柔性电子器件、印刷显现技术、信息存储与神经形状计较和无机THz技术等相干科学技术前沿范畴。

  该研讨任务获得了国度天然基金名目面上名目(21774061)、国度天然科学基金严重研讨打算集成名目(91833306)、江苏省“六大人材岑岭”立异人材团队名目(XCL-CXTD-009)等名目的帮助,和吉林大学陆丹传授的鼎力撑持。


    









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