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  序列結(jié)構(gòu)精確合成和性質(zhì)研究是高分子科學(xué)研究的前沿和熱點(diǎn)。迭代合成被認(rèn)為是序列可控聚合物的精確合成方法，主要包括液相和固相兩種方法。液相迭代合成和純化是溶解度依賴(lài)的，取決于目標(biāo)聚合物的溶解性。固相迭代合成對(duì)目標(biāo)聚合物的溶解性沒(méi)有特別要求，合成效率受限于固/液界面反應(yīng)速率、單體疊加反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)和平行合成統(tǒng)計(jì)學(xué)屬性。如何區(qū)分聚合物分子內(nèi)導(dǎo)電和分子間導(dǎo)電是序列可控導(dǎo)電研究首要問(wèn)題。一般合成方法得到的納米尺度鏈?zhǔn)骄酆衔�，在二維表面得到的是無(wú)定形、部分結(jié)晶或微尺寸結(jié)晶薄膜，理論上難以實(shí)現(xiàn)單一取向聚合物的宏觀大面積薄膜。中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所李茂課題組（現(xiàn)吉林大學(xué)）建立了電化學(xué)迭代合成方法，是反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)允許的精確合成和平行合成。這種方法能夠制備單一取向的聚合物結(jié)晶單層，為序列可控聚合物的導(dǎo)電研究提供了必要前提。研究結(jié)果表明，序列可控聚合物結(jié)晶單層作為分子內(nèi)導(dǎo)電研究模型，證明單體組成和序列是豐富薄膜導(dǎo)電功能和優(yōu)化導(dǎo)電性能高效途徑。

圖4 聚合物長(zhǎng)度及單體組成和序列控制的非線性導(dǎo)電。隨著金屬種類(lèi)和數(shù)量的變化，這些單分子薄膜表現(xiàn)出豐富的非線性導(dǎo)電行為，具有可控的電流遲滯、NDR效應(yīng)、開(kāi)關(guān)比、(非)平衡態(tài)，以及記憶電阻特性和記憶電容特性之間的自由轉(zhuǎn)換。具體地，單層薄膜電流密度和開(kāi)關(guān)比具有四個(gè)數(shù)量級(jí)調(diào)控能力。NDR效應(yīng)評(píng)價(jià)參數(shù)R_PtV和R_on/off最高值分別是15.8和1000，與當(dāng)前報(bào)道最高值相當(dāng)。如圖4I,J所示，單體簡(jiǎn)單的變換順序，單一NDR響應(yīng)的阻變曲線轉(zhuǎn)變?yōu)槎郚DR響應(yīng)的NDR阻變曲線。單一取向聚合物結(jié)構(gòu)具有分子內(nèi)優(yōu)先電荷傳輸能力，限制了導(dǎo)電燈絲的生成和斷裂的隨機(jī)性和不穩(wěn)定性，有利于制備高重現(xiàn)性微納分子材料和器件。

  論文鏈接： http://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adh0667

李茂教授簡(jiǎn)介：

李茂：男，1979年出生，吉林大學(xué)超分子結(jié)構(gòu)與材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授，博士生導(dǎo)師。2002年本科與2007年博士畢業(yè)于吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院（導(dǎo)師：馬於光教授/院士）。2007年至2013年期間分別在以色列魏茲曼研究所（導(dǎo)師：Michael Bendikov教授）、美國(guó)康奈爾大學(xué)（導(dǎo)師：Héctor D. Abru?a教授/院士）和日本物質(zhì)材料研究所（NIMS）（導(dǎo)師：Katsuhiko Ariga教授）從事博士后研究，并得到Feinberg和JSPS資助。2013至2023年，中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所研究員，課題組組長(zhǎng)，并得到了中科院BR計(jì)劃資助。李茂教授自研究生時(shí)期至今專(zhuān)注研究電化學(xué)聚合，致力于發(fā)展更為可控和精準(zhǔn)的電化學(xué)聚合方法。主要成果包括：（1）利用電活性芳烴反應(yīng)位點(diǎn)的取代基和電位依賴(lài)性及機(jī)理新認(rèn)識(shí)，發(fā)展了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可控電化學(xué)聚合，能夠拓展復(fù)雜結(jié)構(gòu)聚合物合成與光電功能薄膜制備方法。（2）以自組裝單層為模板，利用氧化和還原交替反應(yīng)，建立了電化學(xué)迭代合成方法。這種可修復(fù)精確合成和序列可控合成，同時(shí)實(shí)現(xiàn)不溶不熔聚合物合成與結(jié)晶。（3）應(yīng)對(duì)器件小型化和集成化需求，提出了聚合物單分子薄膜新材料體系，其單一取向非線性導(dǎo)電結(jié)晶材料具有極限的物理特征，包括分子密度、模量和導(dǎo)電性能。2014年至2023年間獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金委基金委3項(xiàng)面上項(xiàng)目和1次重大培育項(xiàng)目的資助。

課題組招聘博士后，要求有機(jī)合成，功能配合物，電化學(xué)和高分子化學(xué)相關(guān)背景。歡迎對(duì)課題組感興趣的同學(xué)報(bào)考碩士或博士研究生。

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