共轭高分子光电功能材料的多尺度性能研究——聚合物电子学领域中的新机遇

共轭高分子材料特异的金属或半导体的电子特性兼有质轻、价廉、易于加工的优点使其在有机场效应晶体管、有机太阳能电池和有机发光二极管等领域显示了重要的应用前景.然而,尽管经过几十年的不断研究,共轭高分子材料种类及其相关器件性能均已得到显著发展,但是共轭高分子材料的本征电荷传输特性仍不清楚,其研究面临巨大挑战,这主要是由共轭高分子材料本身分子量分布弥散、分子间相互缠结以及在常规旋涂薄膜器件中分子高度无序等特性所决定的.从调控共轭高分子聚集态结构的角度出发,不断提高共轭高分子的结构有序性及减小电荷传输过程中的晶界及缺陷密度,是实现共轭高分子材料本征性能认识的有效途径之一.本文首先简单归纳总结了研究者在共轭高分子多尺度聚集态结构调控及性能研究方面的初步结果,进一步结合国内外相关研究进展,重点对共轭高分子晶体方面的工作展开详细介绍,最后对该领域未来发展的挑战及机遇进行了简单评述.

拓扑化学聚合在高分子晶体材料制备中的应用

高分子具有分子量大且呈多分散性、分子间相互作用复杂等特点,很难通过直接溶液组装的方式实现其分子长程有序的规整排列,因此,大尺寸高分子晶体的制备一直都是高分子科学领域中的挑战之一.拓扑化学聚合是一种合成有机高分子材料的重要手段,具有无需溶剂、环境友好及立体性与区域性反应产率高等优点.同时,其还可以通过对有机分子结构的有效控制,实现单体分子晶体到高分子晶体的直接转换,是一种潜在的制备高分子晶体的有效途径.本文系统总结了目前报道的可通过拓扑化学聚合实现高分子晶体制备的一些代表性材料体系,如烯烃及其衍生物类、丁二炔及其衍生物类、叠氮-炔烃类、富勒烯类等,讨论了它们的反应特性及条件,同时简单介绍了对所获高分子晶体材料的基本表征方法和潜在应用领域,并讨论了该领域研究中所存在的各种机遇与挑战.