有机及有机无机杂化太阳电池中的界面研究

第3代可溶液加工的太阳电池(包括有机太阳电池、钙钛矿太阳电池等),因为制备成本低、可制备柔性器件等特点备受关注.它们的迅速发展与活性层材料、界面材料与修饰以及器件工程等方面的快速发展息息相关,其中器件中的各个界面对激子的分离、载流子传递和收集有着巨大的影响,影响着器件的性能.本文重点介绍了近年来我们课题组在有机太阳电池、聚合物/量子点杂化太阳电池以及钙钛矿太阳电池研究中,如何设计界面材料以及通过自组装层对电极进行界面修饰,实现活性层和电极之间的欧姆接触和载流子的有效收集;如何在界面层中引入具有等离激元效应的纳米粒子实现光场的有效利用和性能的提升;以及如何对聚合物和纳米粒子间的界面修饰实现载流子的高效分离,制备高性能的杂化太阳电池器件.     

以纤维素为基础的功能材料

纤维素的功能材料一直是人们研究的热点，近年来又涌现出许多新型的以纤维素为基材的功能材料。本文主要综述了基于纤维素的高吸附性材料，可生物降解材料，纤维液晶材料及高性能纤维材料等功能材料的发展新动向和应用。     

基于通用教学平台的材料固体渗碳创新实验设计与探索

以表面完整性制造为代表的第3代机械制造技术能够有效延长关键构件的使用寿命,是实现“中国制造2025战略规划”的重要方向。在加强高校工程教育要求的大背景下,通过材料科学与工程基础实验教学平台的要素整合,在工程材料实验教学方案中设计了与表面完整性制造密切相关的固体渗碳教学实验。该教学实验的实施,不仅丰富了教学内容,而且体现了知识前沿性和操作安全性,收效良好。     

烯碳材料改性有机高性能纤维：制备、性能及应用

有机高性能纤维是全球化纤工业的重要发展方向之一。提升现有纤维力学性能的同时研发新型结构功能一体化的纤维对提升我国在航天航空等领域的国际地位具有重要意义。以石墨烯和碳纳米管为代表的烯碳材料具备优异的力、电、热学等性能,可用于改性传统有机高性能纤维。通过制备不同物化性质的烯碳材料并设计合理的改性方式,可将烯碳材料优异的性能传递到传统纤维中,形成具备更高力、电、热学等性能的烯碳材料改性有机高性能纤维。本文首先综述了烯碳材料改性有机高性能纤维的制备方式,包括烯碳材料的分散与功能化、烯碳材料对有机高性能纤维的改性方法,阐述了烯碳材料改性有机高性能纤维的力、电、热学等性能以及烯碳材料的增强机理,进而总结了烯碳材料改性有机高性能纤维的应用,并对其现存的挑战和未来的发展做出展望。     

螺芳基钙钛矿太阳能电池空穴传输材料研究进展

近10年, 第三代光电能源转换技术钙钛矿太阳能电池(PSCs)正迅速崛起. 基于有机-无机杂化钙钛矿材料的本征半导体特性以及PSCs平面多层器件架构特点, 采用有机小分子空穴传输材料(HTMs)作为PSCs的p-型层, 不仅实现了PSCs器件的全固态化, 且大幅提升了器件效率及稳定性. 以当前通用的标准空穴传输材料spiro-OMeTAD (2,2′,7,7′-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9′-螺二芴)为模板, 研究人员开展了众多结构剖析和改进工作. 分子spiro-OMeTAD中, 三维螺二芴(SBF)核能以较小的空间集成更多的空穴传输单元; 而芳胺优异的p-型特性, 使其成为高效的电活性单元. 经典螺芳核SBF制备成本高, 可修饰位置单一; 因此, 基于spiro-OMeTAD的结构改进主要围绕芳胺单元的修饰开展. 随着HTMs分子设计以及合成方法学的进展, 近5年来, 一系列低成本、高性能的类SBF螺芳基单元逐渐兴起, 并迅速进入空穴传输材料领域, 如: 螺[芴-9,9′-氧杂蒽]、螺吖啶、螺硫杂蒽等. 螺芳基核结构的日益丰富, 大大拓展了HTMs分子的设计空间, 从而推动了PSCs效率和稳定性的不断提升. 因此, 本综述聚焦含螺芳烃骨架的HTMs分子, 根据其器件性能表现, 分析高性能材料的结构要素. 按照螺芳烃核结构对高性能HTMs进行分类归纳, 总结了结构设计思路和构效关系. 期望通过较为全面的评述, 为HTMs分子构建提供可参考的策略, 从而推动PSCs继续向高效率、长寿命的实用化方向发展.     

有机场效应晶体管中给体-受体共聚物材料研究进展

自20世纪80年代至今,有机场效应晶体管(Organic field-effect transistor,OFET)的研究已经取得了很大的发展,目前可用于场效应晶体管的有机半导体材料已达数百种.经过30年的发展,有机场效应晶体管的迁移率从10-6~10-5cm2?V-1?s-1提高到12 cm2?V-1?s-1,增长了6个数量级,其性能已经超过了无定形性硅场效应晶体管(0.1~1 cm2?V-1?s-1).值得指出的是,目前该类高性能的材料几乎都是基于给体-受体(Donor-Acceptor,简称D-A)的共轭聚合物,它也被誉为第三代半导体材料.本文综述了近年来国内外D-A共聚物半导体材料的研究状况,对空穴传输型、双极传输型和电子传输型的D-A共聚物半导体材料进行了分类总结和评述,并对其设计思路,器件制备及性能做了详细介绍,总结了材料的化学结构与器件性能间的基本规律,为今后应用于有机场效应晶体管的给体-受体共聚物半导体材料提供设计思路.     

共价有机骨架衍生碳基材料的制备及其电化学性能

设计具有多孔结构、比表面积大的高性能电极材料对于发展高能量密度的超级电容器尤为重 要。 在此,我们以共价有机骨架材料（Covalent organic framework,COF）为前驱体,通过简单热处理构建出一种氮掺杂的多孔碳纳米材料作为超级电容器电极材料。 该材料显示出高导电性和高表面积,当这种碳材料应用于超级电容器作为负极时表现出高的面积比容量。 在电流密度为 1mA?cm - 2时,其面积比容量可达 266. 58mF?cm - 2 ;即使电流密度为 20mA?cm - 2 时,面积比容量仍保持 71. 7% ,表现出很好的倍率性能;并且,该材料循环 3000 圈后依然具有 84. 8% 的容量保持率。阻抗测试表明,这种碳材料的电等效电阻约为 0. 9Ω。 本工作提出的共价有机骨架衍生的氮掺杂的多孔碳具有优越的电化学性能,为发展高性能超级电容器提供了新的方向。     

新一代生物医用材料

第一代生物医用材料是生物相容和生物惰性材料;第二代生物医用材料是生物活性或可生物降解吸收材料;第三代生物医用材料是同时具有生物活性和生物降解性的新一代生物医用材料。作为细胞外基质,它们可在分子水平上激活基因、刺激细胞增殖、诱导其组织分化进而构筑成新的组织和器官。     

蓝光热激活延迟荧光分子设计策略概述

热激活延迟荧光（thermally activated delayed fluorescence,TADF）分子由于三重态上的激子可以通过反向系间窜越到单重态并辐射发出荧光，因此在有机发光二极管（organic lightemitting diode, OLED）中理论上可以实现100%的激子利用率。具有TADF特性的发光材料融合了第一代荧光材料和第二代磷光材料的优点，不仅可以实现100%的内量子效率，还有助于降低器件的材料成本，被誉为第三代OLED发光材料，并成为突破高效稳定蓝光OLED瓶颈的潜在解决方案。本文从发光机理出发，系统阐述了高效稳定蓝光TADF分子的设计策略，包括高荧光量子产率、短延迟荧光寿命、窄发射光谱半峰宽、显著的水平分子取向和良好的光电稳定性等。本文旨在为高性能蓝光TADF分子的开发提供理论支持。最后，总结了当前蓝光TADF材料存在的问题，并对其未来的发展前景进行了展望。     

贮氢材料及其应用研究进展

贮氢材料是一类新型高性能材料。本文对现有贮氢材料进行了合理的分类,对贮氢材料及其应用研究进展进行了综述。     

稀土元素发光特性及其应用

近年来 ,稀土元素及其化合物已成为现代尖端科技领域不可缺少的特殊材料 ,本文就其发光特性和应用作一介绍     

正确使用标准物质/标准样品

介绍了标准物质与标准样品、有证与非有证标准物质/标准样品的区别与联系,国內外有证标准物质/标准样品的判断依据,标准物质/标准样品及其证书的科学使用。对正确理解和使用标准物质/标准样品提出了一些建议。     

“膜”法世界——膜材料的发展与应用*

膜材料作为新材料“十三五”规划专项工程之一,在工业和日常生活中起着非常重要的作用。依据材质不同,介绍了现有常见的有机膜、无机膜、新型膜材料,阐述了近年来膜在水处理、气体分离、电池隔膜和燃料电池等方面的应用发展,说明了膜材料在疫情防护材料中的用途,并对膜材料未来的发展做了总结和展望。     

建立食品安全中有毒(害)物标准物质体系的设想

介绍标准物质的概念,食品标准物质的重要性、种类、现状及其研制过程。提出了我国食品安全中有毒(害)物标准物质研制应从3大范围入手,全方位展开,建立并健全我国食品安全中有毒(害)物标准物质体系的设想。     

ISO/REMCO关于标准物质的新定义

对"标准物质(RM)"和"有证标准物质(CRM)"术语进行进一步的解释和说明,以帮助读者对标准物质的定义有正确的理解.     

石墨烯在有机/聚合物太阳能电池中的应用进展

近年来有机/聚合物太阳能电池得到国内外研究者的广泛关注,但其目前较低的能量转换效率有待进一步提高以满足市场化的需求。本文综述了新型二维电子材料石墨烯及其衍生物在有机/聚合物太阳能电池的受体材料、电极材料、电荷传输材料方面的研究进展,分析了石墨烯功能化的方法以及石墨烯衍生物应用于有机太阳能电池中的性能参数,最后对石墨烯及其衍生物的合成和修饰方法进行展望,以期将来在有机太阳能电池材料中得到更好的应用。     

客体预嵌策略提升水系锌离子电池正极材料电化学性能

随着人们对电子通讯器件、新能源汽车以及电网级储能技术的需求日益增长,开发安全、高效且兼具环保、低成本等优点的二次电池显得至关重要。近年来,水系锌离子电池因其高安全性、高容量、低成本以及环境友好等优点受到了广泛关注。在与锌负极相匹配的众多正极材料中,具有多电子转移特性的钒基和锰基材料表现出了广阔的应用前景。然而这些正极材料在电池循环过程通常面临着结构坍塌、组分溶解、衍生副反应、反应动力学缓慢等问题,严重制约了其商业化进程。近年来,大量研究表明,客体离子或分子预嵌正极宿主结构可以有效缓解上述问题,提升水系锌离子电池正极材料的电化学性能。本文综述了客体预嵌策略应用于水系锌离子电池钒、锰基正极材料的研究进展,对该策略所解决的问题以及其局限性进行了讨论和总结,并对未来水系锌离子电池钒基和锰基正极材料的研究发展方向进行了展望。     

新型有机非线性光学分子MC-FTC的合成

设计和合成了一种新型的有机非线性光学分子,2-二氰基甲叉-3-氰基-4-[2-(N,N-二-乙酰氧基乙基氨基苯乙烯基)-3-正丁基噻吩基-5-乙烯基]-5,5-二甲基-2,5-二氢呋喃 (MC-FTC).报道了它的详细合成方法,给出了反应路线和产物及各个中间体的化学结构,并通过IR, UV/Vis, NMR, MS和元素分析方法确证.     

对新版ISO导则34的理解

标准物质在实现测量结果溯源性以及不同时空测量结果的可比性方面具有广泛的应用。面对标准物质需求的不断增长和标准物质生产者数量的不断增加,新版ISO导则34：2009《标准物质生产者能力的通用要求》于2009年发布,以在促进该领域研究发展的同时,确保各种不同来源标准物质的质量。针对新版ISO导则34所涉及的相关名词术语以及一些重要原则进行了讨论,以促进对该导则的理解和在我国的推广应用。     

钠离子电池电极材料研究进展

室温钠离子电池由于原料丰富,分布广泛,价格低廉,引起了人们的研究兴趣。然而,由于钠离子相对于锂离子较重且半径较大,这会限制钠离子在电极材料中的可逆脱嵌过程,从而影响电池的电化学性能。因此研发先进的电极材料成为钠离子电池实用化的关键。本文中我们主要介绍了几种典型的钠离子电池电极材料,并对其最新的研究进展进行了简要综述,将为钠离子电池新型电极材料的研究提供基础。