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  共軛高分子材料具有質(zhì)輕、柔軟、成本低、性能易于調(diào)控且可溶液加工等特點(diǎn)，在有機(jī)電致發(fā)光二極管、有機(jī)光伏、場(chǎng)效應(yīng)晶體管與傳感器件等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。共軛高分子體系可以通過(guò)復(fù)雜多變的非共價(jià)相互作用進(jìn)行組裝，形成具有不同微觀結(jié)構(gòu)的聚集態(tài)，因此，高分子半導(dǎo)體器件有著不同于無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料的電荷傳輸過(guò)程。因此，小到分子尺度的共軛基元堆積參數(shù)，大到介觀尺度的聚集態(tài)行為都會(huì)對(duì)載流子傳輸過(guò)程產(chǎn)生影響，然而共軛高分子材料宏觀上的光電性質(zhì)受到構(gòu)成器件的小分子到高分子的所有組裝過(guò)程的影響，器件性能無(wú)法受單一變量控制，同時(shí)調(diào)控不同尺度的分子排列非常困難。

  高分子半導(dǎo)體材料科學(xué)的研究重點(diǎn)是“結(jié)構(gòu)與性能”的關(guān)系，即宏觀上材料的光電性質(zhì)受到構(gòu)成器件的小分子或高分子的分子結(jié)構(gòu)、化學(xué)環(huán)境和固相組裝的影響。發(fā)展高性能半導(dǎo)體器件的挑戰(zhàn)之一在于如何控制分子或高分子主鏈在每一相中的排列，使得它們對(duì)于所有相關(guān)的光電過(guò)程都是最優(yōu)情況。因此，了解并精細(xì)調(diào)控各尺度范圍內(nèi)的共軛高分子聚集體微觀結(jié)構(gòu)，即深入研究共軛高分子多級(jí)組裝對(duì)于明確高分子功能材料構(gòu)效關(guān)系具有重要意義。

  裴堅(jiān)教授課題組在《高分子學(xué)報(bào)》2019年第1期發(fā)表的專論中基于共軛高分子多級(jí)組裝與蛋白質(zhì)多級(jí)組裝的相似性，首次劃分了共軛高分子多級(jí)組裝中存在的四級(jí)結(jié)構(gòu)：

• 一級(jí)結(jié)構(gòu)為通過(guò)共價(jià)作用形成的一維聚合物鏈結(jié)構(gòu)；

• 二級(jí)結(jié)構(gòu)為通過(guò)分子間相互作用如π-π堆積(π-π stacking)、層狀堆疊(lamellar packing)和鏈纏結(jié)等形成的一條或多條聚合物鏈組裝結(jié)構(gòu)；

• 三級(jí)結(jié)構(gòu)為不同相行為對(duì)應(yīng)的聚集結(jié)構(gòu)，例如結(jié)晶、無(wú)定形區(qū)域(crystalline and amorphous region)和過(guò)渡區(qū)域等；

• 四級(jí)結(jié)構(gòu)為多組分相互作用及相分離的材料體系。

  以四級(jí)結(jié)構(gòu)為框架，專論系統(tǒng)評(píng)述了近年來(lái)共軛高分子多級(jí)組裝的相關(guān)研究方向的研究進(jìn)展，為觀察、理解并指導(dǎo)高分子多級(jí)組裝提供了新視角，最后，為建立完整的“構(gòu)效”關(guān)系、優(yōu)化器件性能提出了前瞻性的預(yù)期和理論基礎(chǔ)。

  鏈接地址：http://www.gfzxb.org/fileGFZXB/journal/article/gfzxb/newcreate/gfzxb20180223peijian.pdf