新型金属卟啉共轭聚合物的合成与光电流响应

采用Sonogashira 偶联反应, 制备了几种以芴或咔唑为间隔基的新型金属卟啉共轭聚合物. 这些新型金属卟啉共轭聚合物具有较高的分子量、很好的溶解性和成膜性. 其光谱性质和光电流响应结果表明, 聚合物中卟啉的含量是影响卟啉聚合物光电流响应的主要因素, 且咔唑基团的引入有利于卟啉聚合物光电流的产生.     

多苯基苯单元构建防聚集高分子及其在聚合物蓝光二极管中的应用

改善聚芴的性能具有重要意义.本文针对2种影响聚芴蓝光发射的作用,设计并合成了以多苯基苯和芴单元以及多苯基苯和咔唑为构筑单元的聚合物.热重分析结果证实,多苯基苯单元的引入可以赋予聚合物良好的热稳定性.另外,多苯基苯单元能够极大地改善聚合物的溶解性,并有效抑制聚合物链间的相互作用,防止固态时聚合物发射光谱的红移.理论计算结果表明,在其最优化构型中,多苯基苯-芴共聚物中共聚单元间二面角为61.1°,较多苯基苯-苯二面角(36.9°)更大,进一步说明多苯基苯单元的引入能够增加高分子链的扭曲程度,减小共轭程度,更加有利于获得蓝光发射,减少激基缔合物的形成.将聚合物作为高分子发光二极管中的发光层,多苯基苯-咔唑共聚物表现出较好的深蓝光发射,其色坐标为(0.19,0.13).结果表明,多苯基苯单元能作为有效的构筑单元应用于深蓝光聚合物的合成.     

超支化聚合物研究最新进展

超支化聚合物由于具有高度支化的三维球状立体结构和众多的末端基团, 显示出与相应线型分子截然不同的性质, 如低黏度、良好的溶解性和大量可修饰的末端官能团等, 具有广泛的应用前景, 而且合成相对简单、成本低, 因此成为近年来聚合物科学领域的研究热点. 本文主要就超支化聚合物的结构、合成、性质和应用, 从传统结构和含有大π共轭结构的新型超支化聚合物两个角度比较全面地总结了这一领域在基础理论和应用研究方面的发展概况和最新进展; 着重介绍了超支化聚合物的结构、性质与其在新型功能材料如纳米材料、药物缓释剂、电致发光材料、传感材料等方面应用的内在关系, 并进一步提出了该领域的研究前景及尚待解决的问题.     

含硅共轭聚合物电致发光材料研究进展

聚合物电致发光材料在通讯、信息、显示和照明等许多领域显现出巨大的商业应用前景, 十几年来一直是人们研究的热点. 最近含硅共轭聚合物在光电功能材料的研究开发中受到越来越多的重视, 一方面是由于硅原子以化学键形式结合到基于碳氢氮硫的传统共轭聚合物中, 能显著改变聚合物的电子结构和状态, 从而改善聚合物的光电性能; 另一方面, 硅是一种广泛应用于现代电子电器等行业的无机功能材料, 含硅共轭聚合物作为一种有机-无机杂化材料具有很高的研究和开发价值. 硅原子的引入对共轭聚合物的结构设计和光电性能改善提供了更大的空间和可能性. 本文根据硅原子在聚合物中的位置, 综述了硅作主链的聚硅烷和poly(1,1-silole), 硅与碳共同作主链的π共轭单体与硅的共聚物, poly(2,5-silole)及其共聚物和含硅桥的共轭聚合物, 以及硅作取代基的π共轭聚合物等含硅共轭聚合物在电致发光材料领域的研究进展, 讨论了其今后的发展方向.     

高迁移率聚合物半导体材料

作为有机场效应晶体管的重要组成部分,有机半导体材料对器件性能有着重要的影响.相对于小分子半导体材料而言,聚合物半导体材料因其具有更容易溶液加工、适用于室温制备等优势,得到了研究者的广泛关注和研究.从20世纪70年代至今,聚合物半导体材料及其光电器件均得到了突飞猛进的发展.经过研究者们的不断探索创新,各种结构新颖的聚合物半导体材料层出不穷,器件制备工艺也不断优化改进,使得聚合物场效应晶体管的载流子迁移率从早期的10–5 cm2 V–1 s–1提升到了如今的36.3 cm2 V–1 s–1,在聚合物场效应材料分子结构的设计合成方面积累了丰富的经验,同时其内在电荷传输机理也随着材料和器件性能的提高不断明朗.本文以分子结构作为切入点,分别从p型、n型及双极性3种载流子传输类型方面对近5年报道的高迁移率聚合物半导体材料进行了系统的总结与归纳,同时还简要分析了聚合物半导体材料中的电荷传输机制及优化方法,希望对研究者进一步设计和合成更高性能的聚合物半导体材料及器件构筑起到一定的指导作用.     

Br?nsted酸催化的2-萘偶氮邻位胺化反应

独特的分子结构和理化性质使得N-芳基咔唑类化合物在有机发光半导体(OLED)材料以及药物化学领域展现出了重要的应用潜力.因此,发展高效的、条件温和的合成策略实现N-芳基咔唑类骨架的构建具有十分重要的意义.传统过渡金属催化的N-芳基偶联策略需要芳烃原料的预官能化,同时副产物的产生也显著影响了该方法的合成效率.已报道的C-H/N-H脱氢偶联方法一般需要大量的氧化剂,而且存在反应条件剧烈、化学选择性差和底物普适性不足等诸多问题.本研究基于芳烃极性翻转策略,实现了一种Br?nsted酸催化的芳烃C-H胺化途径用于N-芳基咔唑的高效构建,该方法反应条件温和、原子经济性高,且避免了对于金属催化剂的依赖.实验结果表明,磷酸与底物间的氢键作用以及催化剂上大共轭芳香基团与底物间的π-π堆积作用对该转化的化学选择性调控起到了至关重要的作用.     

以2-脲基-4[1H]-嘧啶酮为基础的超分子组装

2-脲基-4[1H]-嘧啶酮四氢键体系在非极性溶剂中具有高的缔合常数, 是构筑多种复杂结构和特定功能超分子体系的理想结合单元. 自2-脲基-4[1H]-嘧啶酮四氢键体系被报道以来, 其衍生物被广泛地应用于自组装、超分子聚合物和光电功能材料等领域. 本文概述以2-脲基-4[1H]-嘧啶酮为基础的AADD四氢键体系构筑新型超分子组装体的最新研究成果.     

三层结构掺杂聚合物蓝光二极管

从1990年Burroughes等首先报道用共轭聚合物聚苯撑乙烯(PPV)实现了电注入发光以来,关于发光聚合物的研究已经取得了很大的进展.但目前报道的PPV发光材料的量子效率都不是很高,这主要是PPV提纯很困难,某些不易除去的杂质造成了激子的淬灭.另外共轭聚合物发光需要足够长的链长,而链长的不均一使得具有各种能级的聚合物同时存在于其聚集体中,影响了它的色纯度.     

[Zn(bim)2]·(H2O)1.67: 具有方钠石拓扑结构的金属-有机敞开骨架

用液相扩散法合成了新颖的配位聚合物[Zn(bim)2]@ (H2O)1.67 (Hbim＝苯并咪唑, bim＝脱氢苯并咪唑), X射线单晶结构分析表明: 配合物以四连接、四面体型的[Zn(bim)4]2-为单元构筑成具有方钠石4264拓扑结构的三维网络. 其中每个方钠石的笼共有24个顶点, 为锌原子占据, 而每个笼内共有10个客体水分子(体积占有率约为18%).     

取代10H-吡啶并[1,2-a]吲(口朶)盐光谱特性与结构的关系

取代10 H-吡啶并[1,2-a]吲哚盐可用作光敏染料和荧光增白剂。其性能与光谱性质密切相关,因此,研究光谱特性与结构之间的关系,对于此类化合物的合成设计有着重要意义。作者对已合成的九种(1—9)系列型化合物的紫外吸收光谱和荧光发射光谱进行了研究,发现在题示化合物的8-位引入共轭基团,能使最大吸收波长λ_(max)和最大发射波长λ_(em)发生     

聚合物/富勒烯太阳能电池器件最新研究进展

聚合物太阳能电池具有质量轻、柔性好、生产成本低和易于实现大面积加工等独特优势. 近年来, 以共轭聚合物作为电子给体, 富勒烯及其衍生物作为电子受体的聚合物/富勒烯太阳能电池受到了研究人员的广泛关注, 成为光伏研究领域中的热点之一. 紧扣聚合物/富勒烯光伏体系中的光吸收、激子扩散和解离以及自由载流子输运和抽取等关键科学问题, 从器件结构优化、形貌控制和界面修饰等不同侧面介绍了提高聚合物/富勒烯太阳能电池性能的方法, 讨论了相关机理, 最后对其未来的发展做出了展望.     

两个新颖的三维稀土多羧酸配位聚合物: [Ln(ox)0.5-(bta)0.5(H2O)2]n的水热合成、结构和荧光性质

采用水热方法合成两种混合多羧酸稀土配位聚合物[Ln(ox)_0.5-(bta)_0.5(H₂O)₂]_n (Ln = Sm (1), Gd (2) ) (ox = 草酸, bta =1,2,4,5-均苯四甲酸), 并通过元素分析、红外光谱、X射线单晶衍射及X射线粉末衍射(PXRD)对配合物进行了表征. 结构分析表明, 配合物1 和2属同构. 混合连接体1,2,4,5-均苯四甲酸和草酸连接相应的稀土金属离子, 形成复杂的三维网络结构. 此外, 还对配合物做了热稳定性和荧光性质的研究.     

微生物聚酯：生物世纪的高分子材料

微生物聚酯是一种正在发展中的新型高分子材料，它利用生物高技术生成，能有效地缓解资源和环境危机．本文总结了聚（３─羟基丁酯）及其共聚物的基本结构和性能以及应用基础研究成果，探讨了其前景．     

三重态激子在不同荧光染料掺杂体系中的湮灭过程

室温下,在红色荧光染料掺杂的有机发光器件ITO/N,N′-bis(naphthalen-1-y)-N,N′-bis(phenyl)benzidine(NPB)/tris(8-hydroxyquinolato) aluminum (Alq3):4-dicyanomethylene-2-methyl-6-p-dimethylaminostyryl-4H-pyran(DCM)/Alq3/LiF/Al中,观察到发光随外磁场的变化(即磁致发光)表现为刚开始的快速增加,在~50mT处达到最大后,随着磁场的进一步增加,又呈现出减弱的特点(即高场效应);而且,器件的掺杂浓度越高、所加偏压越大,该高场减弱就越明显.但在另一类绿色荧光染料5,12-dihydro-5,12-dimethylquino[2,3-b]acridine-7,14-dione(DMQA)的掺杂器件中,磁致发光的高场部分则是在~50mT后增加变缓并逐渐趋于饱和.分析结果表明,Frster能量转移过程占主导发射的DMQA掺杂器件,不利于染料分子上三重态激子的形成,从而,通过三重态激子对(triplet pairs)湮灭产生单重态激子(triplet-triplet annihilation,TTA)的过程不易发生;但在载流子陷阱效应参与发射的DCM掺杂器件中,室温下在染料分子上就可以形成寿命较长的三重态激子,增加了发生TTA过程的几率.因此,基于掺杂器件中两种不同的发射机制,外加磁场对有机发光中三重态激子对(T…T)的演化表现出了不同的调控作用.     

锂离子电池正极材料富锂锰基固溶体的研究进展

富锂锰基固溶体xLi[Li1/3Mn2/3]O2.(1–x)LiMO2具有超过目前所用正极材料1倍的高比容量,是很有潜力的下一代锂离子电池用正极材料,但是其他电化学性能,特别是功率特性尚不能满足应用要求.从机理研究、合成工艺和性能改进3方面综述了富锂锰基固溶体型锂离子电池正极材料xLi[Li1/3Mn2/3]O2.(1–x)LiMO2的研究现状,提出了下一步的研究思路和方向.     

细长杆弹性线模型的发展历史

细长杆的弹性线模型广泛存在于自然界和工程实际中,如海底电缆、高压输电线、柔性绳索、弹簧、石油工程中的钻杆和抽油杆、纳米纤维和纳米管、DNA和大分子聚合物、攀缘类植物的茎等。弹性细长杆的变形伴随着结构很强的几何非线性,从而对其进行力学分析具有很强的挑战性。整个弹性线的发展史是一部激动人心的历史,从问题提出到现在,其时间尺度跨越了大约8个世纪。参与弹性线研究的杰出科学家层出不穷,他们从数学、力学、实验等角度进行了各种探索。笔者主要从平面弹性线、空间弹性线以及弹性线与其他物理现象的比拟等角度对其发展历史加以介绍。弹性线的历史发展也使我们了解到数学力学与工程技术在解决实际问题时是如何紧密结合的。     

光致形变液晶弹性体的研究进展

光能具有环保性、远程可控性、瞬时性等优异的特性,因此光响应性高分子材料受到越来越多的关注。光响应高分子材料是指吸收光能后,能够在分子内或分子间产生化学或物理变化的一类功能高分子材料。通过合理的设计,光响应高分子材料可以产生光致形变,完成诸如伸缩、弯曲、爬行、转动等一些复杂的运动;因此它可以制作成多种柔性智能执行器,在很多领域有着广泛的应用前景。笔者综述了近年来光致形变液晶弹性体材料及其在光驱动型柔性执行器方面的研究进展,并展望了该领域的发展前景。     

细胞重编程改写细胞命运：细胞的返老还童——2012年诺贝尔生理学或医学奖简介

科学家们对细胞重编程的研究已经持续了数十年。所谓细胞重编程是指“已分化的特定细胞可以被重新编程为多功能的干细胞”。1962年,约翰·戈登（John Gurdon）在他的实验室里证明,已分化的动物体细胞在蛙卵中可以被重编程,从而具有发育成完整个体的能力,证明了细胞的分化是可逆的。2006年,山中伸弥（Shinya Yamanaka）将戈登的这一成果推进了一大步,实现了细胞在体外的重编程,诱导出了具有多能性的细胞（即诱导性多能干细胞,induced pluripotent stem cell,iPS细胞）,证明了细胞命运是有选择性地打开或关闭某些基因的结果。与胚胎干细胞相比,iPS细胞的优势在于它避开了使用人体胚胎提取干细胞的伦理道德制约,使干细胞研究能被所有人接受。同时,由于这些细胞来自于病人自身,在临床应用时有希望避免免疫系统对外来组织的排斥。iPS技术的创立开创了一个全新的研究领域。     

基于靶向多肽的量子点探针用于结肠癌肿瘤组织识别

多肽标记的量子点已经被广泛应用于肿瘤细胞成像, 特别是靶向多肽标记的量子点能够特异性地标记细胞从而识别肿瘤. 然而到目前为止, 还没有靶向多肽标记的量子点用于结肠癌肿瘤组织成像. 本文合成了一种双功能的TCP-1-H6多肽, 这种多肽既有TCP-1的靶向性, 又含有一个组氨酸标签(His-tag). 多肽与量子点可以通过His-tag偶联并通过毛细管电泳表征. TCP-1可以特异性地识别结肠癌细胞的受体. 实验结果表明, 靶向多肽标记的量子点能特异性地识别结肠癌细胞及肿瘤组织. 这一工作对肿瘤细胞的识别诊断研究具有重要的参考价值.     

硫酸三甘肽(TGS)晶体中电畴的观察

TGS晶体是一种铁电晶体,是现阶段制备热释电探测器件的一种较好的材料。 铁电体的一个重要特性,是在一定的温度范围内具有自发电极化强度。自发极化是被晶体中存在的电偶极矩所决定的,在晶体中有这样一些区域,其中电偶极矩的取向一致,具有相同的自发电极化方向,这些区域就称为电畴。我们观察电畴的目的,在于找出晶体的电畴结构和宏观性质之间的联系。