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  共軛聚合物的凝聚態(tài)結(jié)構是影響材料性能的重要因素。對共軛聚合物凝聚態(tài)結(jié)構的有效調(diào)控，有利于幫助我們揭示相結(jié)構與性能之間的內(nèi)在關聯(lián)。由于共軛聚合物半剛性鏈的特性，其凝聚態(tài)結(jié)構受到剛性主鏈和柔性側(cè)鏈的雙重影響，表現(xiàn)出與柔性聚合物鏈非常不同的動力學松弛行為，因此深入理解半剛性鏈體系所特有的凝聚態(tài)結(jié)構和演化機理對形態(tài)以致材料性能的控制極為必要。

  復旦大學高分子科學系邱楓-彭娟課題組近年來圍繞“共軛聚合物凝聚態(tài)結(jié)構的調(diào)控”這一主題，在基于聚噻吩的共軛均聚物、共軛嵌段共聚物、和基于聚噻吩的有機/無機雜化體系方面開展相關研究。該團隊將高分子化學與物理研究手段緊密結(jié)合，從分子結(jié)構和外場作用兩個方面來調(diào)控體系的凝聚態(tài)結(jié)構，理解共軛聚合物半剛性鏈的構象如何影響其凝聚態(tài)行為其中的道理，部分工作先后發(fā)表在ACS Nano（2010, 4, 3241），Macromolecules（2010, 43, 6422；2015, 48, 279；2016, 49, 287）, J. Mater. Chem. A (2016, 4,18432), Angew. Chem. Int. Ed. (2016, 55, 8686)（封面文章）, 和Soft Matter (2017, 13, 5261)（封面文章）上。

  和研究很多的聚噻吩體系相比，聚硒吩體系由于合成困難且溶解性不如聚噻吩，研究相對少。聚硒吩具有和聚噻吩相似的化學及物理性質(zhì)，但由于雜元環(huán)中的硒原子比硫原子半徑更大、更易極化，硒原子間的相互作用更強，硒吩比噻吩具有較低的氧化還原電位和更窄的帶隙等特點，使得聚硒吩能夠接收更廣頻譜的太陽光且更容易實現(xiàn)熱、電場激發(fā)，具有潛在優(yōu)勢。

  最近，邱楓課題組彭娟副教授等人設計合成了一系列不同分子量的聚（3-己基硒酚）并研究其凝聚態(tài)相轉(zhuǎn)變。該團隊利用GIXRD等結(jié)晶測試手段，發(fā)現(xiàn)聚硒吩存在兩種不同的晶型（I型和II型），隨著聚硒吩分子量的逐漸增加，聚硒吩的晶型從純II型轉(zhuǎn)變成純I型（圖1）。更重要的是，對同一分子量的聚硒吩體系，通過熱退火和溶劑退火，可以實現(xiàn)兩種晶型的可逆轉(zhuǎn)變。這種相轉(zhuǎn)變可以可逆往返多次。她們利用紅外光譜等手段對聚硒吩的結(jié)晶轉(zhuǎn)變行為進行了細致探究，給出了聚硒吩兩種晶型的示意圖（圖1）。兩種晶型發(fā)生相轉(zhuǎn)變的驅(qū)動力是它們在熱退火和溶劑退火下的穩(wěn)定性不同造成的。隨后，該團隊將聚硒吩的不同晶型應用在有機場效應晶體管中，將聚硒吩體系不同相形態(tài)、結(jié)晶結(jié)構、結(jié)晶度等與器件性能相關聯(lián)。該工作推進了聚硒吩體系的基礎研究及可能的應用。

圖1 不同分子量的聚硒酚的晶型轉(zhuǎn)變及兩種晶型（I和II）示意圖。

  以上相關成果發(fā)表在 Macromolecules (DOI: 10.1021/acs.macromol.7b02126) 上。論文的第一作者為復旦大學高分子科學系博士生王玥，通訊作者為彭娟副教授，共同通訊作者為美國佐治亞理工學院林志群教授。

  論文鏈接：http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.macromol.7b02126