共轭梯形聚合物的研究进展

近年来,共轭梯形聚合物由于良好的化学和热稳定性以及优异的光电性能受到了研究人员的广泛关注.共轭梯形聚合物的主链重复单元被各种桥联结构最大程度限制在同一平面内,因此和传统的共轭聚合物相比,共轭梯形聚合物具有更大的π共轭体系和电子离域性,这使得共轭梯形聚合物具有更高的荧光量子效率和电荷迁移率.在已报道的合成方案中,结构缺陷和溶解性差是共轭梯形聚合物面临的最大问题.结构缺陷会导致材料性能降低,而溶解性差会影响材料的表征和应用.本文综述了共轭梯形聚合物最新的合成进展和解决结构缺陷及溶解性差的途径,同时还包括其在光电器件领域的一些应用研究,并对其在更多领域的应用进行了展望.     

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.     

共轭聚合物在生物传感与生物医药领域的研究进展

共扼聚合物(CPs)是一类具有离域π-π共轭骨架的高分子材料,在生物医药领域显示了广阔的应用前景.相比于传统的荧光小分子材料,共轭聚合物由于具有优异的光捕获能力、高的单线态氧产率及良好的生物相容性等优势受到了广泛关注.本文从共轭聚合物的结构设计和性能调控的角度出发,重点总结了本课题组近十年来在共轭聚合物的设计合成及其在...     

共轭聚合物侧链改性及其在场效应晶体管的应用

聚合物场效应晶体管在柔性显示和可穿戴电子设备等领域具有重要应用前景。其中,高性能聚合物半导体材料的设计与合成是本领域重点研究方向。大量研究表明,共轭聚合物半导体材料的侧链不仅能够增加溶解性,还会影响高分子链的排列取向和堆积方式,进而影响半导体薄膜的形貌和性能。本文综述了近几年关于共轭聚合物侧链改性的研究进展,包括改变侧链长度或位置、改变支点位置、用直链取代支链、用官能团修饰侧链等方面。重点介绍了侧链改性对共轭聚合物结晶过程及电荷传输性能的影响,并对仍未解决的问题和发展方向进行了展望。     

含醌式结构共轭聚合物的研究进展

共轭聚合物由于其优异的溶液加工特性和良好的机械性能,近些年来受到了学术界和工业界的广泛关注.将π电子离域性好、刚性强以及LUMO能级低的醌式单元引入共轭主链是构建高性能聚合物半导体材料的潜在方法.然而,如何将醌式结构引入聚合物体系具有一定的挑战.本专论总结了近年来含醌式结构共轭聚合物的研究进展,按照醌式单体的结构分类,介绍了醌式单体的设计与合成,以及含醌式结构共轭聚合物在不同光电器件中的应用,并论述了该领域研究过程中存在的问题和未来发展方向,以期为高性能聚合物半导体材料的开发提供借鉴和指导.     

共轭高分子材料荧光颜色的调节机理及方法

近年来,共轭高分子作为荧光材料的研究受到越来越多的关注.共轭高分子相对于小分子发光材料在材料加工和发光性能上均具有极大的优势,从而在生物成像、传感、编码和光电材料等方面均有良好的应用前景,而其发光颜色的调节在某些应用中是极为重要的.本文首先对共轭高分子荧光颜色调节的两大类机理进行了阐述:直接调节共轭聚合物发光体系的能隙以改变发光颜色,或者将具有不同荧光颜色的材料发出的光叠加获得新的表观颜色.我们还对具体的调节手段进行了初步分类,包括物理共混法、共聚法、改变聚合物主链或侧基结构,以及改变共轭高分子聚集态等方法;在列举具体调节手段同时还引入了共轭高分子体系的实例说明,并对其中调节荧光颜色的可能机理进行了探讨.     

水溶性共轭聚合物分子刷的研究进展

水溶性共轭聚合物研究属于国际前沿研究领域,因其具有水溶性和超级信号放大作用,在生物传感领域展现出良好的应用前景.但由于传统水溶性线型共轭高分子两亲性结构特点,其含有的憎水性刚性共轭链在水溶液中易聚集,水分子对共轭链激发态的影响导致其发光效率低(一般小于30%),严重制约了其应用与拓展.如何方便有效构筑高分子的高支化是获得高荧光效率的关键.在本篇综述中,我们综述了水溶性共轭聚合物分子刷的合成技术,分析了其结构与光学性质的关系,为水溶性共轭聚合物分子刷的设计和制备提供指导.另外,总结了水溶性共轭聚合物分子刷在化学生物传感、生物成像、药物运输、癌症治疗等领域的应用,最后对水溶性共轭聚合物分子刷存在的主要问题以及未来的热点方向进行了分析和展望!     

共轭聚合物复合材料的结构和性能

对聚苯胺、聚吡啶等共轭聚合物与非导电聚合物材料的复合体系的结构和性能进行了综述。不同方法制备的复合材料在结构和性能上各有特点。一般共轭聚合物与非导电高分子材料相容性差、尤其是低极性高分了。     

聚芴类共轭聚合物(PFs)从溶液到薄膜凝聚态演变过程中的定量构效关系

聚芴（polyfluorenes，PFs）是一类具有高荧光效率和良好热稳定性的经典蓝光共轭聚合物.本研究组近年来集中于聚芴类共轭聚合物溶液中单链构象-聚集态结构-薄膜凝聚态结构-器件性能间的定量构效关系研究，利用静/动联用激光光散射等表征手段，结合标度率研究方法，对PFs成膜前体溶液复杂的单链和聚集的形态结构进行了系统的研究.结合光谱与电镜等方法，揭示出PFs在溶液中孤立单链、凝聚态结构、β构象及其过渡态结构形成的动力学过程、机理及规律，构建出成膜前体溶液单链构象-薄膜中链构象-器件性能之间的定量构效关系.旨在从高分子本征性质入手，提高其光电效率.本研究不仅对聚芴类高分子，而且对整个共轭聚合物类材料的设计与加工都将具有重要的指导意义.     

编织聚合物

编织聚合物是高分子科学与传统编织相结合的产物.同普通聚合物材料相比,编织的经纬线程赋予了编织聚合物材料独特的网络拓扑以及丰富的力学性能.但是,编织聚合物作为一类新兴的高分子材料,其在结构调控、性能探究以及应用拓展方面仍需进一步发展.因此,本文从分子结出发,详细介绍了小分子打结的发展对于构建编织聚合物的推动作用;随后,总结了现有晶态编织聚合物以及柔性编织聚合物的构筑方法、性能研究以及相关的应用尝试;最后,指出了编织聚合物在当前发展阶段所面临的关键问题与挑战.以期通过本文的概述,为推动编织聚合物领域的快速发展提供参考,也为新型功能高分子材料的研发提供新思路.     

聚合物纳米杂化材料的控制合成、自组装及功能化

聚合物纳米杂化材料的制备及功能化是当前国际前沿研究课题之一.特殊结构的聚合物可以通过分子间特殊相互作用,在纳米尺度上自发地组装成具有特殊结构和形态的集合体,这类材料在新材料、电子以及生物医学等领域具有广泛的应用前景.本文介绍国内外,特别是厦门大学在双亲性分子及嵌段共聚物的模板自组装、基于POSS单体纳米构筑单元以及POSS嵌段聚合物自组装的有机/无机纳米杂化材料、模板控制导电高分子材料纳米形态构筑等领域材料的可控合成和组装,与此同时对相关材料的性能及功能化应用进行了简要的讨论.     

含芴共轭高分子的合成、表征及性能研究——推荐一个高分子化学综合实验

推荐了一个高分子化学综合实验——含芴共轭高分子的合成、表征及性能研究。实验内容包括利用Sonogashira偶联反应合成共轭高分子,采用核磁共振和红外光谱等检测手段对其结构进行表征,并利用紫外-可见光谱、荧光和热重分析对其性能进行研究。本实验结合了高分子化学和聚合物仪器分析与表征的知识点,建议纳入高分子专业高年级综合实验课程。     

全共轭嵌段共聚物的合成组装与应用

全共轭嵌段共聚物体系将共轭聚合物的光电特性和嵌段聚合物的自组装优势相结合,是近几年发展起来的一类新型自组装光电功能材料,对其自组装机理、自组装结构与光电性能之间关系的研究,有利于共轭聚合物微观纳米结构的构筑以及未来光电器件的开发。本文主要介绍全共轭嵌段共聚物包括共轭聚电解质在内的合成发展过程,综述其在溶液中和薄膜状态下独特的自组装行为,介绍共轭聚合物在光电器件中的应用,并对其今后的研究方向做出展望。     

共轭聚合物发光和光伏材料研究进展

聚合物光电功能材料与器件因其广阔的应用前景,1990年以年来吸引了世界各国学术界的广泛关注和兴趣.聚合物光电子器件主要包括聚合物电致发光二极管、聚合物场效应晶体管和聚合物太阳能电池等,其使用的关键材料是共轭聚合物光电子材料,包括共轭聚合物发光材料、场效应晶体管材料和光伏材料等.本文主要对共轭聚合物电致发光材料和光伏材料的研究进展进行综述,介绍了这些聚合物材料的种类、结构和性质以及在聚合物电致发光器件和聚合物太阳能电池中的应用.并讨论了当前共轭聚合物光电子材料中的关键科学问题和今后的发展方向.     

共轭高分子聚[α,α′-二氰基对苯二亚甲基]的合成

<正> 共轭高分子具有耐热、耐辐射、半导性以及催化性能,可成为一种功能高分子材料。合成共轭高分子的方法很多。文献报道α-溴代苯乙腈经加热或与氨水作用可得到反式α,β-二苯基丁烯二腈。chanenor等人发现邻苯二乙腈的侧链溴化物不稳定,加热易脱溴化氢形成聚合物。本工作合成了α,α′-二溴代对苯二乙腈,通过脱溴化氢,得到共轭高     

拓扑结构高分子的高效“点击”合成

树枝状、梳形、超枝化、星形、及H形等支链结构和环形、多环形等结构的拓扑高分子具有不同于直链结构高分子的独特性能,是一类在材料改性、纳米科技和生物医药等领域有着重要应用前景的新型功能性聚合物材料,日益受到人们的重视,但其复杂的结构导致它们的合成非常繁琐并因此束缚其实际应用.具有定量、快速、高效和高选择性、反应条件温和、产物单一、易于分离等特点的点击反应(click reaction)的应用极大地推动了拓扑结构高分子合成方法的发展.本文就炔/叠氮1,3-偶极环加成反应(CuAAC)、硫醇-烯/炔、胺-丙烯酸酯、Diels-Alder环加成等点击反应应用于树枝状、超枝化、环形、星型等拓扑结构高分子的合成做一简要介绍,并提出了进一步的研究方向.     

聚离子液体功能材料研究进展

聚离子液体(PILs)材料兼具离子液体和聚合物的性质, 近年来已经在高分子化学、材料科学及能源科学等领域得到初步应用, 并引起了人们广泛关注. 本论文介绍了聚离子液体的合成, 综述其在(准)固态电解质、燃料电池聚电解质膜、刺激响应性功能材料, 以及碳材料等相关领域的研究与应用.     

高分子基电极材料在电化学储能中的应用进展

高效电化学活性材料是实现高性能电化学储能设备的关键核心之一.如何在原子层次对电极材料微观结构进行精密调控,并发展有效合成策略和方法实现的结构控制合成,以提升器件电化学性能是备受关注的科学问题和基础研究的前沿.高分子材料理化结构丰富、官能团种类可调,已成为现代工业发展中的重要基石.特别是刚性芳杂环高分子基材料由于含有芳杂环结构,利于高温聚合且残炭率高,在碳化后具有良好的元素、形貌继承性,因此刚性芳杂环高分子基材料近年来在电化学储能领域也得到了广泛应用.系统总结了刚性芳杂环高分子基电极材料在超级电容器、钠离子电池、锂硫电池等电化学储能器件中的应用.并特别介绍了本课题组通过本征掺杂方式创制出的系列元素、形貌可控的高分子基电极材料.最后,总结并展望了高分子基材料在能源领域中未来的研究方向.     

共轭聚合物的结构缺陷及对光电性能的影响

共轭聚合物是由大量重复基元通过化学键连接的一维体系,具有独特的光、电、电化学等性质,已经引起学术界的广泛关注.由于共轭聚合物结构(链段、构象、聚集态)的复杂性,即使在非常精细的合成条件下,少量结构缺陷的形成也是难免的.共轭聚合物,特别在其固态状态下激发能量能够有效传递,使得少量缺陷的影响被放大,对其光电性质产生巨大影响.因此对共轭聚合物结构缺陷的研究,包括缺陷成因与控制、缺陷密度的分析、缺陷的分子结构与电子结构特征等,对于高品质材料的研发具有重要的意义.本文对国内外研究进展进行了比较详尽的介绍.     

重氮化合物在高分子合成化学中的应用进展

重氮化合物的转化反应在有机合成中已经得到深入的发展,人们基于此希望将其应用范围进一步延伸至高分子合成化学.将重氮化合物的高效有机反应发展成高分子聚合方法,对于实现结构新颖且具有应用价值的聚合物的合成具有重要的意义.目前,这一领域仍存在较大的发展空间,本综述将对近年来重氮化合物在高分子合成化学中应用进行总结,包括链式聚合、逐步聚合、聚合物末端官能化和聚合物后修饰等四个方面,最后对重氮化合物在高分子合成领域所存在的挑战进行展望.