圖1：傳統(tǒng)熱活化Still聚合與室溫Stille聚合反應的對比
基于最優(yōu)催化反應條件下，作者對親核、親電試劑底物進行了廣泛的研究，成功合成了12個具有高分子量（11.3 kDa-77.8 kDa）、高產(chǎn)率和低分散度的共軛聚合物，表明了該方法具有良好的普適性。
圖2：使用室溫Stille聚合方法學合成的12個共軛聚合物
進一步研究發(fā)現(xiàn)，高效的室溫偶聯(lián)不但可以提升交叉偶聯(lián)的產(chǎn)率，而且能夠顯著抑制親電或親核試劑自偶聯(lián)。因此，室溫方法得到的聚合物（P1a）與傳統(tǒng)高溫方法獲得的材料（P1b和P1c）相比，結構分析表明P1a完全無結構缺陷，而P1b和P1c含有親核或親電單體的均聚結構缺陷。吸收光譜的理論研究顯示均聚結構缺陷的存在會導致吸收光譜的偏移，這與實驗結果也保持了高度一致。
圖3：缺陷研究
作者使用上述三個材料分別進行了缺陷態(tài)密度及有機場效應晶體管（OFET）的研究，發(fā)現(xiàn)室溫合成的材料表現(xiàn)出更低的缺陷態(tài)密度及更高的的空穴遷移率，優(yōu)于傳統(tǒng)熱活化制備的材料，進一步支持了該方法的優(yōu)越性。
圖4：OFET器件制備與比較
因此，黃輝/史欽欽團隊采用一類簡單高效的催化劑策略，開發(fā)了具有普適性的室溫催化聚合方法。采用該方法制備的交叉聚合物無均聚結構缺陷，因而具有更高的器件性能。該方法的開發(fā)不僅為高性能共軛聚合物材料的制備提供了新方法，為開展共軛聚合物材料構效關系的研究奠定了基礎，更為有機電子學發(fā)展提供了新的研究思路。
該項工作于發(fā)表于Angew. Chem. Int. Ed. 上。同時，該論文被選為VIP（Very Important Paper），據(jù)悉僅有不到5%的論文能夠獲得如此積極的評價。文章的第一作者是中國科學院大學博士生馬博維，通訊作者為史欽欽副教授和黃輝教授。這項工作得到了國家自然科學基金、科技部重點研發(fā)計劃、中科院前沿重點基金和先導基金的資助。
論文信息：Defect-Free Alternating Conjugated Polymers Enabled by Room-Temperature Stille Polymerization
Bowei Ma, Qinqin Shi, Xiaoying Ma, Yawen Li, Hao Chen, Kaikai Wen, Ruihua Zhao, Fengjiao Zhang, Yuze Lin, Zhixiang Wang, Hui Huang
Angewandte Chemie International Edition
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202115969
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