具有區(qū)域重復(fù)單元、內(nèi)部周期性結(jié)構(gòu)的二維高分子是Staudinger聚合理論的延伸,石墨烯的發(fā)現(xiàn)和繁榮發(fā)展激起了人們從原子或分子層面理性設(shè)計(jì)合成新型二維高分子的興趣。早期具有單層骨架結(jié)構(gòu)的二維高分子可在高真空條件下通過在單晶金屬表面進(jìn)行芳基偶聯(lián)得到,但是這種方法獲得的單層二維高分子尺寸受限,僅維持在納米尺寸,且很難從基底剝離。
作為替代方法,二維高分子可從預(yù)先合成的二維共價(jià)有機(jī)框架或者受限單體組裝成單晶再聚合形成的結(jié)晶聚合物中剝離而成,或者在兩相界面尤其是液氣界面上通過光化學(xué)環(huán)化或者席夫堿縮聚反應(yīng)聚合形成。盡管目前二維高分子迅猛發(fā)展,但反應(yīng)的類型和合成方法仍然受限,此外功能化π共軛結(jié)構(gòu)應(yīng)用于有機(jī)電子和光電領(lǐng)域的報(bào)道很少。
因此,開發(fā)多樣性和可拓展性的二維高分子合成方法是獲得新的骨架聯(lián)接并具有優(yōu)異可加工性的二維高分子的重要途徑。
最近,復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系徐宇曦研究員課題組在拓展二維高分子的制備策略方面取得一些進(jìn)展,先后開發(fā)出固相力化學(xué)法合成二維聚芳酰胺和界面溶液法合成二維含三嗪高分子的新策略。
在無溶劑和室溫下通過靈巧的機(jī)械研磨合成結(jié)晶二維聚芳酰胺及在兩相界面溶液條件下合成高結(jié)晶的二維含三嗪高分子均是首次文獻(xiàn)報(bào)道。課題組利用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)條件實(shí)現(xiàn)類石墨烯形貌、微米級(jí)尺寸的二維高分子的高效合成,依托電鏡表征技術(shù)清晰獲得高質(zhì)量的二維高分子的片層形貌。其中溶液可加工的二維含三嗪高分子可抽濾形成柔性的二維高分子薄膜,以及簡(jiǎn)單旋滴可制備成場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件,為功能化應(yīng)用二維高分子提供了重要思路。
兩個(gè)工作相繼發(fā)表在Chemical Communications (DOI:10.1039/C7CC02648J) 和Journal of the American Chemical Society (DOI: 10.1021/jacs.7b05025)上,論文第一作者分別是課題組博士后楊陽、博士生劉晶晶。
論文鏈接:
http://dx.doi.org/10.1039/c7cc02648j
http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.7b05025
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