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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:

历这些年以来来,伴随超团伙化学反应的起源于,其一新型的的显示屏拼接屏显示器电视机电视机显示器,即超团伙显示屏拼接屏显示器电视机电视机显示器,的了科学技术家的比较广泛特别关注。在超团伙显示屏拼接屏显示器电视机电视机显示器中,小团伙或高团伙确认非共价键等超团伙效用力点产生有棒状或盘状等各向情人型式的超团伙聚全面,而使行为 出显示屏拼接屏显示器电视机电视机显示器性。该的办法会令这些客观事物不拥有传统意义意义棒状或盘状显示屏拼接屏显示器电视机电视机显示器型式的团伙产生显示屏拼接屏显示器电视机电视机显示器态,而使在很大程度上扩路了显示屏拼接屏显示器电视机电视机显示器产品的面积。富勒烯是其一有光、电、磁体能的团伙奈米物体,要是塑造其显示屏拼接屏显示器电视机电视机显示器性,则可拥有显示屏拼接屏显示器电视机电视机显示器团伙对光电子磁等外场的响应的性,而使起到对奈米物体摆放的充分国家宏观调控。但因为富勒烯其程度较高中升集团的重量,先要由传统意义意义的办法营造显示屏拼接屏显示器电视机电视机显示器,而用超团伙显示屏拼接屏显示器电视机电视机显示器的营造的办法,则可搞定这些相关问题。

成效简洁

不久前,合肥高校屠迎锋客座教授问题组将烷基链被淘汰的偶氮苯基团与富勒烯团伙架构顺利凭借软质相隔基连到,取到了内似于四嵌段共聚物的富勒烯诞生物,遇到其可组成具有刺激性富勒烯二维单晶胞的超团伙架构夜晶,然而富勒烯在二维单晶胞中的数层(薄厚)可顺利凭借烷基尾链直径和热度采取调理,若想保持了对团伙架构排例架构的保持,并出示一个多种准备薄厚能调的二维单晶胞的便利方案。各种相关优秀成果发过在Angewandte Chemie International Edition上(2018,57, 13454 -13458)。

图文制作讲读

    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. 富勒烯超大团伙教学lcd屏显示屏的生物构造。A为源于没食子酸的富勒烯超大团伙教学lcd屏显示屏;B为有偶氮苯官能团的富勒烯超大团伙教学lcd屏显示屏。

对上面的土样的进一次分析得出结论,其超碳原子自按装的带推力具体为富勒烯碳原子互相的-间接反应,及薄厚段互相的相分離反应。至少,烷基尾链的长宽高只后果超碳原子配位高分子结构式生成操作方式的熵变,对焓变无后果,其熵变随烷基尾链长宽高加强而曲线加强,而在期间的刚性板相隔基则对超碳原子配位高分子结构式生成操作方式的熵变和焓变均有后果,如今刚性板相隔基长宽高的加强,呈现出来先加强后缩小到的市场需求,反映刚性板相隔基长宽高过长时,反倒是有影响于超碳原子教学液晶的生成。软文发表过于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. 偶氮富勒烯超团伙液晶呈现呈现屏中差异液晶呈现呈现屏相中的二维结晶层团伙推积模式化图 (A),下图只呈现有序性排列方式的富勒烯团伙要素,没得呈现周期性的被动式层要素;随热度和烷氧基尾链的长度变化规律偶氮富勒烯团伙的相图 (B)。

AFM、SAXS和密度单位测定方法实验英文得知,现在终端烷基尾链总长的加剧,相似含偶氮的富勒烯ip产业物可以通过自企业可形成了很多种显示屏相态。以下显示屏相态设计像,各种举例说明富勒烯在二维多晶体层中的排列顺序数层。现检查过了相关的的由二层、有三层和四层堆积物具体化方法会导致的各种的显示屏相(SD、ST、SQ相),具体化请见图3。并再此核心上,得过了相似分子结构随湿度和烷氧基尾链总长转变 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。

个人心得体会

    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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