近三余年,因为超碳原子化工的起源于,种环保型的lcd屏,即超碳原子lcd屏,得以了科学实验家的广瞩目。在超碳原子lcd屏中,小碳原子或高碳原子根据非共价键等超碳原子能力力造成兼具棒状或盘状等各向异性朋友构造的超碳原子聚全面,故而呈现出lcd屏性。该工艺可以使些本来不兼具中国中国传统棒状或盘状lcd屏构造的碳原子造成lcd屏态,故而极大延伸了lcd屏食材的範圍。富勒烯是种兼具光、电、永磁铁能的碳原子納米离子,若传递其lcd屏性,则可兼具lcd屏碳原子对光电子磁等外场的运行性,故而符合对納米离子的分布的平稳调节管控。但由富勒烯其相对比较很大的球体积,没能由中国中国传统工艺建设lcd屏,而便用超碳原子lcd屏的建设工艺,则可克服这样的话题。
工作成果详细介绍
去年,广州高中屠迎锋院士课程组将烷基链所代替的偶氮苯基团与富勒烯原子核凭借刚性相隔基相联,的了接近于四嵌段共聚物的富勒烯衍生品物,显示其可生成含有富勒烯二维硫化锌的超原子核液晶显示器,或者富勒烯在二维硫化锌中的数层(的板材的厚度)可凭借烷基尾链大小和温展开改善,最终得以保证了对原子核排顺架构的保持,并打造一种准备的板材的厚度可手动调节的二维硫化锌的简便策略策略。重要性重大成就发表过在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。
图1. 富勒烯超原子显示屏显示屏电视机的有机化学设备构造。A为应用场景没食子酸的富勒烯超原子显示屏显示屏电视机;B为包含的偶氮苯官能团的富勒烯超原子显示屏显示屏电视机。
对以上的印刷品的进步骤论述呈,其超原子核自拆装的驱动器力主要是为富勒烯原子核两者里面的-互相效用,和薄厚段两者里面的相分離效用。另外,烷基尾链的长宽高只决定超原子核汇聚物进行的时候 的熵变,对焓变没决定,其熵变随烷基尾链长宽高上升而线形上升,而里面的挠性每隔基则对超原子核汇聚物进行的时候 的熵变和焓变均有决定,跟随挠性每隔基长宽高的上升,呈先上升后有效的减小的潮流,说明书挠性每隔基长宽高较长时,还是会有不良影响于超原子核液晶板的进行。好的文章公布于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。
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。
图3. 偶氮富勒烯超团伙液晶拼接屏屏中与众不同液晶拼接屏屏相中的二维晶胞层团伙推积整治图 (A),图例只界面展现井然有序排序的富勒烯团伙个的部分,如果没有界面展现无序性的软性层个的部分;随的温度和烷氧基尾链粗度影响偶氮富勒烯团伙的相图 (B)。
AFM、SAXS和溶解度测量测试表明,随后部烷基尾链总直径的多,这样含偶氮的富勒烯衍生物物用自组织构造可使得多重lcd显示器相态。这部分lcd显示器相态构造类试,有差异 是富勒烯在二维晶胞层中的排例总层的数量。现在通过观察直到合理的由一二层、两层和四层堆砌方试使得的有差异 的lcd显示器相(SD、ST、SQ相),明确请见图3。并于此基础性上,得直到这样分子式随高温和烷氧基尾链总直径转变的相图。
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。
工作小结
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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