80电影天堂网,少妇高潮一区二区三区99,jαpαnesehd熟女熟妇伦,无码人妻精品一区二区蜜桃网站

搜索：  
南科大郭旭崗教授/海南大學(xué)陳志才副教授 Angew：氰基化丁二烯基缺電子結(jié)構(gòu)單元的構(gòu)筑及其在n型聚合物開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用
2023-08-04  來(lái)源：高分子科技

  缺電子結(jié)構(gòu)單元在n型聚合物的開(kāi)發(fā)中起到至關(guān)重要的作用，但是目前在n型聚合物的開(kāi)發(fā)中，可供選擇的缺電子結(jié)構(gòu)單元的種類(lèi)相對(duì)較少，這嚴(yán)重制約了其發(fā)展。氰基官能團(tuán)具有強(qiáng)的吸電子能力，能夠有效地拉低分子的前線軌道能級(jí)，在缺電子結(jié)構(gòu)單元的開(kāi)發(fā)中被廣泛應(yīng)用。南方科技大學(xué)郭旭崗教授團(tuán)隊(duì)基于氰基功能化這一策略，開(kāi)發(fā)了一系列新型缺電子結(jié)構(gòu)單元及其聚合物半導(dǎo)體材料，報(bào)道了一系列原創(chuàng)性的工作（Adv. Mater. 2019, 1905161.; Adv. Mater. 2020, 32, 2001476.; J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 4329.; J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 1539.; Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202205315.; Adv. Mater. 2023, 2210847.）。


圖1. （a）氰基丁二烯類(lèi)缺電子結(jié)構(gòu)單元的設(shè)計(jì)策略，（b）該類(lèi)缺電子結(jié)構(gòu)單元及報(bào)道的氰基噻吩類(lèi)結(jié)構(gòu)單元的理論計(jì)算LUMO能級(jí)（基于自旋限制的密度泛函理論(DFT)，在B3LYP/6-31G(d)方法和基組下計(jì)算）。


  近日，郭旭崗教授課題組和海南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院陳志才副教授合作，基于氰基化丁二烯及其衍生物這一策略，設(shè)計(jì)、合成了一系列結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、吸電子能力強(qiáng)的新型缺電子結(jié)構(gòu)單元，該類(lèi)缺電子結(jié)構(gòu)單元的設(shè)計(jì)策略如圖1所示。和富電子的噻吩類(lèi)衍生物相比，丁二烯是一類(lèi)具有多個(gè)修飾位點(diǎn)的電中性結(jié)構(gòu)單元，因此其氰基衍生物的缺電子性強(qiáng)于報(bào)道的氰基噻吩類(lèi)衍生物（圖1），其中CNDFDE的缺電子性可以媲美于經(jīng)典的強(qiáng)受體結(jié)構(gòu)單元萘酰亞胺（NDI），TCNDE、TCNFDE和QCNDE的缺電子性則強(qiáng)于NDI。 


圖2.氰基丁二烯類(lèi)缺電子結(jié)構(gòu)單元的合成路線（a），及其聚合物的分子式（b）。


  該類(lèi)氰基丁二烯類(lèi)缺電子結(jié)構(gòu)單元可以通過(guò)簡(jiǎn)單兩步合成高效制備（圖2a）。作者將開(kāi)發(fā)的缺電子結(jié)構(gòu)單元與DPP共聚，開(kāi)發(fā)了一系列聚合物半導(dǎo)體材料（圖2b）。 


圖3.模型分子的單晶結(jié)構(gòu)。


  為了進(jìn)一步了解該類(lèi)缺電子結(jié)構(gòu)單元的幾何結(jié)構(gòu)及其聚合物的堆積狀態(tài)，作者還合成兩個(gè)模型分子C4TCNDE和C4TCNDFDE，并培養(yǎng)、解析了它們的單晶結(jié)構(gòu)。從圖3可以看出，丁二烯類(lèi)缺電子結(jié)構(gòu)單元不但具有高度的平面性，而且具有小的位阻效應(yīng)，因此整個(gè)模型分子呈現(xiàn)出了優(yōu)異的平面性；另外模型分子的堆積比較緊密，相鄰分子間的π-π堆積距離為3.31 and 3.36 ?，這有利于載流子在分子間的傳輸。 


圖4. (a， d) PCNDE-DPP， (b， e) PCNFDE-DPP，和(c，f) PCNDFDE-DPP OTFT器件的轉(zhuǎn)移曲線和輸出曲線。


  得益于該類(lèi)受體單元的強(qiáng)缺電子性質(zhì)，它們的聚合物都具有深的LUMO能級(jí)（-3.94到-4.06 eV）和HOMO能級(jí)（-5.65到-5.79 eV），這有利于實(shí)現(xiàn)單一極性的電子傳輸，理論計(jì)算證明該類(lèi)聚合物具有高度平面性，這和模型分子分析結(jié)果一致。作者將該類(lèi)聚合物應(yīng)用于薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管（OTFTs）器件，三個(gè)聚合物都表現(xiàn)出了單極性的電子傳輸，最高遷移率可以達(dá)到1.07 cm2 V-1 s-1（圖4）。


  在該工作中，作者通過(guò)氰基功能化丁二烯及其衍生物，開(kāi)發(fā)了一類(lèi)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合成方便且具有高度平面性的強(qiáng)缺電子結(jié)構(gòu)單元，并基于它們開(kāi)發(fā)了一系列新型的n型聚合物半導(dǎo)體材料。該工作不僅豐富了缺電子結(jié)構(gòu)的種類(lèi)，還為它們的開(kāi)發(fā)提供了一種新的設(shè)計(jì)思路。


  該工作已發(fā)表在Angewandte Chemie International Edition上，文章題目為Semiconducting Polymers Based on Simple Electron-Deficient Cyanated trans-1, 3-Butadienes for Organic Field-Effect Transistors. 
文章第一作者是南方科技大學(xué)博士后李建鋒博士和海南大學(xué)材料學(xué)院陳志才副教授，通訊作者為南方科技大學(xué)郭旭崗教授和海南大學(xué)陳志才副教授。


  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202307647

版權(quán)與免責(zé)聲明：中國(guó)聚合物網(wǎng)原創(chuàng)文章？锘蛎襟w如需轉(zhuǎn)載，請(qǐng)聯(lián)系郵箱：info@polymer.cn，并請(qǐng)注明出處。
（責(zé)任編輯：xu）
【大 中 小】【打印】【關(guān)閉】

誠(chéng)邀關(guān)注高分子科技

更多>>最新資訊
更多>>科教新聞