黑龙江大学，最新Nature Chemistry！

06-24 08:43

塑料电子学已经为有机半导体的发展奠定了基础，但是如何实现高聚物共邈结构的原点可逆转换始终是一个领域难题。传统的方法依靠复杂的产生调节带间隙，很难实时控制共邈的长度。黑龙江大学郎凯教授、牛海军教授团队提出了创新策略:将内酯功能性氧杂质模块作为分子开关(图1a)和传统π-通过钯催化直接芳基化聚集，共同聚集在一起(例如吡咯二酮TPD)。（DArP）生成目标高聚物(图1c)。该材料在酸刺激下，开环形成平面碳正离子，激活线性通道；加碱后，恢复螺环结构，关闭共邈(图1b)。实验表明，三氟乙酸（TFA）触发聚合物溶液从无色逐渐变为深红色(吸收峰从532) nm红移至591 nm），加入三乙胺（TEA）无色可逆恢复(图1d)-g）。⊃1;⊃3;C NMR确认螺碳C1的杂化状态是从spp⊃3;（84.42 ppm）可以逆转到sp⊃2;（137.36 ppm）（图5e）。

图设计、合成和可逆性控制共邈可调聚合物。

芳香模块(如ProDOTT)通过共聚不同的电子特性、团队实现了全色域精确调控(图2)，：3b(蓝色，698)高聚物 nm）、3c（洋红，563 nm）、3d（黄，460 nm）完全可见光谱覆盖多组分聚合物3e-3g(橙/绿/黑)(图2c)-d）。其电致变色性能突破(图4)更引人注目：在“电酸”中，2,6-二羟基≥ 1.0 V型电压触发高聚物膜从无色到着色(蓝/洋红/红/黄/黑)。3b'表现突出-81%光学对比度(710)的聚乙二醇侧链修饰 nm）、在1000次循环后，4.3秒上色/7.3秒褪色速度保持70%的对比度，并在停电后保持100分钟(衰减6%)(图4d，f）。<6%）（图4d,f）。

图通过微调和各种常见的芳香族部分 π 系统地控制路轨重叠的线性共邈。

图3.DFT 计算

图表4.电气控制和由此产生的类似电致变色的动作。

DFT计算揭示了稳定机制(图3,5)：香气模块越强，电子缺性越强，骨架越大(11.2°→39.2°），为了提高稳定性，抑制电荷离域(图3)；过多的TFA通过氢键扭曲框架(二面角度为5.3°增至15.1°）引起吸收峰蓝移(图5b)。与传统材料不同，该系统在使用状态下始终保持闭壳层电子结构，因此在富氧/湿环境中稳定(图5g)。