有机纳米技术，有机纳米功能材料

西北工业大学柔性电子研究所（柔性电子前沿科学中心）黄伟学者和南京邮电大学信息材料纳米技术研究所谢凌海教授领导的团队在这一领域取得了重大进展。该研究成果《基于中心对称分子排列的立体选择性网格化和多网格化》和《通过中心对称分子堆积实现立体选择性网格化和多网格形成》于4月9日发表在《自然通讯》网络版（《自然·通讯》）上。

自1976年Alan J. Heeger及其同事发现导电聚合物并获得2000年诺贝尔化学奖以来，有机半导体及其培育的柔性电子技术已成为未来信息产业和智能制造的关键组成部分。最有潜力的职业。然而，迄今为止，柔性电子技术，特别是有机电子技术，无论是在有机显示器（OLED）、有机激光器（OL）、有机光伏（OPV）还是有机场效应晶体管（OFET）方面，仍然面临着重大挑战。传感与执行、信息存储与忆阻计算等。以有机宽带隙半导体为例，其综合性能和材料参数远远落后于GaN/SiC等无机半导体。目前，只有OLED实现了大规模商业化，同时还面临着量子点、钙钛矿、二维纳米等新兴材料的激烈竞争。在此背景下，回归有机半导体本质，探索深层次的基础物理化学问题具有重大的科学意义和技术价值。近日，黄伟院士和谢凌海教授领导的团队提出了基于分子极限的有机纳米聚合物的概念，开创了基于多晶格的有机纳米聚合物的新研究方向（Chin J Polym Sci 35, 87 -97 (2017)）。 https://doi.org/10.1007/s10118-016-1856-7）。

有机纳米聚合物是由有机纳米单体的重复单元在纳米尺度上共价键合而成的一类聚合物，这种主链结构结合了碳纳米的链状特性和聚合物溶液加工性的优点，可以考虑。创新的结构开发和合成策略是开启这一方向的关键，可溶性、立体选择性、结构良好的晶格纳米聚合物的合成不仅是光电材料的基础，对于揭示结构与性能之间关系的先进模型尤为重要。在本研究中，团队设计的A2B2型合成子不仅克服了交联问题，而且可以有效控制纳米聚合物的立构规整性。研究团队提出了“协同分子排斥理论（SMART）”，该理论利用电子供体和受体之间的-堆积吸引力以及质子化氮杂芴的电荷排斥作用，在超亲电子试剂之间建立动态控制关系。这种模式克服了弗里德-克来福特反应过程中热力学平衡的干扰，实现了晶格和多晶格反应的介观选择性。由于A1B1合成子二聚体形成的缺失晶格与荷兰版画家Moritz Cornelis Escher在1948年创造的《手画手》之间的对应关系，他们最终发现了这种类型的有机纳米聚合物，我们将其命名为Drawing Hands-type Gridarene。这也代表了纳米连接的象征意义，预计未来拉手式甘达烯将成为真正有效的纳米连接化学方法。

值得一提的是，他们合成的手绘多面体表现出了有机纳米聚合物的重要性质，标志着该领域的一个重要里程碑。在高分子物理研究中，这类交替环链主链结构，作为介观选择晶格基纳米聚合物（长度可达20-30 nm），其Mark-Houwink指数为1.651，流动性为Rh ~ M1 .它显示出具有机械半径。 13 依赖性。这表明手绘的手工聚合晶格表现出刚性的棒状骨架，具有预期的纳米聚合物特性。此外，分子动力学模拟表明，即使在塌缩状态下，介观结构的多晶格骨架仍然具有高度各向异性的棒状骨架，并且比外消旋多晶格骨架表现出更大的抗塌缩性。立体选择性有机纳米聚合物的这一突破标志着诺贝尔奖得主赫尔曼·施陶丁格提出高分子科学概念100周年，他们开创的有机纳米聚合物方向是高分子科学的一个新方向，相信这将是一个新的方向的开始。新时代。

黄伟学者表示，“有机纳米聚合物将为塑料电子提供新的解决方案。未来，他们的研究将催生新一代有机宽带隙半导体材料、电泵浦激光器、柔性电子器件和印刷显示器。”影响技术和信息存储。”形态计算、有机太赫兹技术等相关前沿科技领域。

该研究工作得到国家自然科学基金综合项目（21774061）、国家自然科学基金重点研究计划集成项目（91833306）、江苏省“六大人才高峰”创新人才团队项目（XCL）的资助-CXTD）。Ta。 -009）等项目，并得到了吉林大学陆丹教授的大力支持。

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