别,许秋自己心里基本上都是有数的,他只要不断朝着那个方向努力就行了。
得到了Y12这种材料,许秋同步开展各项表征,分析它为什么比之前的Y3材料要好。
对于材料学科来说,想要在开始实验之前,通过分子结构去预测一种材料的好坏,还是非常困难的。
比如许秋拿到手的这个Y12材料,在它成功的背后,其实有数十个失败的材料。
这些材料都是之前许秋通过预测,得出它们可能具有较高性能的材料,但实际结果却并不理想。
从某种意义上来讲,这种应用型学科,还是有些“玄学”成分在里面的,经常要讲故事给别人听。
比如拿到一个比较好的结果,再回去看它的分子结构,并结合各种表征手段,去解释这种材料为什么好,其实就是一种“玄学”。
但故事总还是得讲的。
因为当“玄学”故事讲多了,得到了大多数人的认同,并可以预测其他结构的结果时,“玄学”也就演变成为了“科学”。
为了解释器件性能提升的原因,许秋主要通过DFT模拟,光源GIWAXS,TEM透射电镜等手段,对比了Y12和Y3两个体系。
结果发现,相比于Y3,Y12主链分子结构只是进行了细微的改变,主要是侧链位置的改变,使得受体分子之间的分子堆砌做到更好,进而有利于电荷的输运。
因为Y3和Y12两者的分子结构相似,所以Y12的合成也类似于之前Y3的合成,同样需要六步反应。
第一步,双溴取代的,氮原子上带有乙基己基侧链的苯并噻二唑(BT)单元,通过硝基化反应,在苯环剩余的两个反应位点上连接两个硝基,得到得到双溴、双硝基取代的BT单元。
第二步,将双溴、双硝基取代的BT和带侧链的单三甲基锡取代的TT单元反应,得到TT-BT-TT的结构,其中BT上连接有两个硝基,TT远端有一个直链烷基侧链。
第三步,将TT-BT-TT分子中的硝基还原,并与相邻的TT单元成环,形成环状的仲胺,得到连续的稠环结构。此时,产物中存在位于TT-BT之间的仲胺,上面还有一个残留的氢原子,这是一个反应位点。
第四步,将第三步的反应物和溴代烷烃反应,用烷基取代仲胺上的氢原子,形成叔胺,实现在N原子上引入侧链的目的,得到最终的中央DAD单元。
第五步,中央DAD单元的醛基化反
得到了Y12这种材料,许秋同步开展各项表征,分析它为什么比之前的Y3材料要好。
对于材料学科来说,想要在开始实验之前,通过分子结构去预测一种材料的好坏,还是非常困难的。
比如许秋拿到手的这个Y12材料,在它成功的背后,其实有数十个失败的材料。
这些材料都是之前许秋通过预测,得出它们可能具有较高性能的材料,但实际结果却并不理想。
从某种意义上来讲,这种应用型学科,还是有些“玄学”成分在里面的,经常要讲故事给别人听。
比如拿到一个比较好的结果,再回去看它的分子结构,并结合各种表征手段,去解释这种材料为什么好,其实就是一种“玄学”。
但故事总还是得讲的。
因为当“玄学”故事讲多了,得到了大多数人的认同,并可以预测其他结构的结果时,“玄学”也就演变成为了“科学”。
为了解释器件性能提升的原因,许秋主要通过DFT模拟,光源GIWAXS,TEM透射电镜等手段,对比了Y12和Y3两个体系。
结果发现,相比于Y3,Y12主链分子结构只是进行了细微的改变,主要是侧链位置的改变,使得受体分子之间的分子堆砌做到更好,进而有利于电荷的输运。
因为Y3和Y12两者的分子结构相似,所以Y12的合成也类似于之前Y3的合成,同样需要六步反应。
第一步,双溴取代的,氮原子上带有乙基己基侧链的苯并噻二唑(BT)单元,通过硝基化反应,在苯环剩余的两个反应位点上连接两个硝基,得到得到双溴、双硝基取代的BT单元。
第二步,将双溴、双硝基取代的BT和带侧链的单三甲基锡取代的TT单元反应,得到TT-BT-TT的结构,其中BT上连接有两个硝基,TT远端有一个直链烷基侧链。
第三步,将TT-BT-TT分子中的硝基还原,并与相邻的TT单元成环,形成环状的仲胺,得到连续的稠环结构。此时,产物中存在位于TT-BT之间的仲胺,上面还有一个残留的氢原子,这是一个反应位点。
第四步,将第三步的反应物和溴代烷烃反应,用烷基取代仲胺上的氢原子,形成叔胺,实现在N原子上引入侧链的目的,得到最终的中央DAD单元。
第五步,中央DAD单元的醛基化反
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