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厚度可调二维晶体的富勒烯超分子液晶
发布时间:2020-09-03     作者:harry   分享到:

近来来,因为超氧氧大原子式式普通机械的发展,哪类创新的显示屏显示板屏,即超氧氧大原子式式显示屏显示板屏,获得了小学科历史学家的广泛的了解。在超氧氧大原子式式显示屏显示板屏中,小氧氧大原子式式或高氧氧大原子式式能够 非共价键等超氧氧大原子式式影响力组成都享有棒状或盘状等各向异形架构的超氧氧大原子式式聚全体,然后表现形式出显示屏显示板屏性。该步骤会令一定实际上不享有传统艺术意义棒状或盘状显示屏显示板屏架构的氧氧大原子式式组成显示屏显示板屏态,然后大大大大扩路了显示屏显示板屏板材的标准。富勒烯是哪类都享有光、电、磁块能的氧氧大原子式式奈米物体,只要体现其显示屏显示板屏性,则可享有显示屏显示板屏氧氧大原子式式对光电子磁等外场的运行性,然后提升对奈米物体排列方式的系统化调节。但致使富勒烯其非常永濠的容积,真的很难由传统艺术意义步骤构建显示屏显示板屏,而食用超氧氧大原子式式显示屏显示板屏的构建步骤,则可克服整个问题。

作品简洁

近来,无锡大学本科屠迎锋博士生导师结题报告组将烷基链成为的偶氮苯基团与富勒烯团伙按照柔性fpc线路板连续基相互连接,得出了如此于四嵌段共聚物的富勒烯产生物,发现其可型成具有刺激性富勒烯二维晶状体的超团伙显示屏,还富勒烯在二维晶状体中的底部加强区(它的板厚)可按照烷基尾链段长度和溫度对其进行调试,若想保持了对团伙排例设备构造的有效控制,并提供数据打了个种化学合成它的板厚随意调节的二维晶状体的操作简单方式 。关联成绩文章发表在Angewandte Chemie International Edition上(2018,57, 13454 -13458)。

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    屠迎锋教授课题组在富勒烯超分子液晶方面进行了长期研究。2015年,该课题组在Angewandte Chemie InternationalEdition上(2015, 54, 114 -117)报道了由二维晶体构成的富勒烯超分子液晶材料,其结构如图1A所示。与已报道的富勒烯超分子液晶的设计不同的是,该方法通过将侧链型液晶聚合物中的柔性去偶合原理引入到了超分子液晶的设计中,在C60分子与柔性烷基链取代的没食子酸基团之间引入柔性间隔基,从而降低了C60与柔性烷基链的偶合作用,使得富勒烯分子可以结晶成二维晶体,形成上下层为无定形柔性链、中间层为二维晶体的三明治片层结构。这类片层结构的无规堆叠形成类似于近晶相的层状超分子液晶。由于在较低的烷基链长度下富勒烯二分体也可以表现出液晶性,因此可以得到具有高富勒烯含量、宽液晶相范围的富勒烯超分子液晶。

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图1. 富勒烯超团伙教学lcd显示器屏的物理化学型式。A为研究背景没食子酸的富勒烯超团伙教学lcd显示器屏;B为包含偶氮苯官能团的富勒烯超团伙教学lcd显示器屏。

对作出样件的进一次科研显示,其超团伙结构自制做的驱动安装力包括为富勒烯团伙结构区间内的-相互区间内功用,和软和段区间内的相分割功用。之中,烷基尾链的的尺寸只后果超团伙结构聚合反应反应物达成时候的熵变,对焓变没得后果,其熵变随烷基尾链的尺寸增高而规则化增高,而中的软性区间基则对超团伙结构聚合反应反应物达成时候的熵变和焓变均有后果,近年来软性区间基的尺寸的增高,显示先增高后减少的动向,表示软性区间基的尺寸过长时,反倒是有碍于超团伙结构显示屏的达成。文章标题提出于Chemical Communication上(2017, 53, 8336-8339.)

在此基础上,作者在分子结构中引入偶氮苯官能团,希望将偶氮苯的光致顺反异构性能引入到超分子液晶中,进一步对超分子液晶相态和组装结构进行调控。分子结构如图1B所示。主要由C60分子、作为柔性部分的三条烷氧基取代的刚性偶氮苯基团,以及连接偶氮苯和富勒烯的柔性间隔基四部分构成。分子结构通过核磁,大分子质谱等手段得到了验证。

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图2. C4-azo-C8-C60样品的AFM图 (A)及相应位置的高度曲线(B); 电子衍射图 (C); 切片样品的透射电镜图 (D)及变温小角X射线散射曲线图 (E)。

以样品C4-azo-C8-C60为例,如图2所示。通过DSC和POM (偏光显微镜)观察到其具有液晶相。AFM证明其自组装形成了厚度在6 nm左右,宽度在微米尺寸的二维晶体片层结构。电子衍射证明富勒烯在其中结晶形成正方排列的二维晶体,并进一步由透射电镜(对冷冻切片样品)以及SAXS(小角X射线散射)实验证明该样品为通过二维晶体片层自组装形成的超分子液晶。

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图3. 偶氮富勒烯超原子lcd提示器板中的不同lcd提示器板相中的二维纳米线层原子堆积,对模型图 (A),该图只提示良好的分布的富勒烯原子地方,没能提示起居不规律的柔性板层地方;随温度表和烷氧基尾链总长度转化偶氮富勒烯原子的相图 (B)。

AFM、SAXS和比热容检测法科学试验发现了,时间推移终端烷基尾链大小的增多,这一含偶氮的富勒烯诞生物借助自企业可变成几种lcd屏显示显示器相态。一些lcd屏显示显示器相态设备构造之类,不一样的源于富勒烯在二维硫化锌层中的排例建筑高度。目前为止观擦来到了根据的由一二层、三种和四层推积方法导至的不一样的的lcd屏显示显示器相(SD、ST、SQ相),具体化请见图3。并在这种基本上,得来到了这一大分子随的温度和烷氧基尾链大小发生变化的相图。

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图4. Cn-azo-C8-C60 (n = 4, 7, 8, 9, 12)样品通过SCLC测试得到的电子迁移率。

鉴于这类分子中结合了液晶和二维晶体的性能,作者对于该富勒烯超分子液晶的电子迁移率进行了测试(图4)。结果表明该类富勒烯超分子液晶具有很好的电子迁移率性能,可以达到2.710-3cm2V-1s-1。此外,随着末端烷基尾链长度的增加,电子迁移率略有下降,从而提供了一种简便的调控材料电子迁移率的方法。

个人总结

    总之,该文章提出了一种简单易操作的方法制备了厚度可调的2D晶体。此外,通过LC与2D晶体的组合,这些材料表现出的电子迁移率为1.5*10-3 cm2V-1s-1,在光伏和OFET设备中具有广阔的应用前景。

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