利用自组装聚集体为“种子”构筑一维超分子异质结聚合物

Organic heterojunctions, which have attracted great attention due to their potential applications in the fields of rectifier, especially in the preparation of efficient organic photovoltaics, show peculiar electronic properties in carrier transmission efficiency and directional transmission than homojunctions. So far, most organic heterojunctions are constructed by directly mixing the electron donor and receptor. However, the carrier transport efficiency might be reduced because either formation of charge-transfer complex or macroscopic D/A segregation. The phase separation on nanoscale of electron-donor and accepter is considered as an ideal configuration of an efficient heterojunction structure. In this project, using π-conjugated molecules (p- and/or n-type) as self-assembly blocks, we proposed to fabricate the well-defined 1D supramolecular heterojunctions by stepwise supramolecular polymerization. So that, the donor and receptor components directly linear aggregate to achieve the block type heterojunction materials with high transmission efficiency and directional transmission performance.

有机异质结材料，由于在整流器、二极管，特别是在制备高效有机光伏电池等领域中的潜在应用前景而受到瞩目，这些材料在载流子的传输效率及定向传输等方面显示着单一材料所无法实现的独特性质。目前构筑有机异质结材料的方法大多采用直接将电子给体和受体分子混合的方法。由于利用此法制备的异质结材料在体系中很容易生成电荷转移络合物或只是在相互接触面形成相分离，因此极大地降低了载流子的传输效率。给体和受体组分在纳米级别上高度相分离是获得高效异质结材料的理想结构。本项目拟以具有不同电子传输性能的π-共轭分子（p-和n-型）作为自组装基元，采用逐步超分子聚合策略，制备结构高度规整、尺寸均一的一维超分子异质结组装体，使给体和受体组分在纳米级别上直接线性聚合，获得具有高效传输效率和定向传输性能的嵌段型异质结材料。

π-共轭化合物作为构筑超分子聚合物的重要基元之一，通过自组装得到了众多具有优异物理、化学与光电性能的超分子材料，被广泛应用于传感器、晶体管和太阳能电池等领域。本项目以具有π-共轭平面的六苯并蔻为核心，设计并合成了一系列具有不同取代基、不同亲水链长、不同核心取代的两亲性六苯并蔻衍生物，系统研究了自组装影响因素、超分子手性组装、手性诱导与记忆以及纳米尺度上超分子结构复制与手性传导等行为。通过本项目的实施，成功得到了具有优异的热力学稳定性及手性记忆效应的手性超分子螺旋体；利用自组装聚集体为“种子”构筑了一维无金属覆盖的嵌段型超分子纳米管异质结，实现了在纳米尺度上对嵌段型超分子聚合物材料的优化与后修饰。这些成果为此类化合物的合成、自组装及物性的研究提供了新的研究思路和素材。