从溶液到表面的pi结合柱状堆的转移
Pascal Jonkheijm1, Freek J M Hoeben, Ralf Kleppinger
1Laboratory of Macromolecular and Organic Chemistry, Eindhoven University of Technology, P.O. Box 513, 5600 MB Eindhoven, The Netherlands.
Journal of the American Chemical Society
|December 18, 2003
概括
奥利戈 (p-phenylenevinylene) 在溶液中自组成刚性,螺旋状的堆. 堆的稳定性和形态取决于结合长度和基质相互作用,影响它们在固体支上形成.
科学领域:
- 超分子化学 超分子化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 有机电子 有机电子
背景情况:
- 奥利戈 p-乙烯 (OPV) 是一种结合聚合物,在有机电子中具有潜在的应用.
- 控制结合分子的自我组装对于开发先进材料至关重要.
- 结合和pi-pi相互作用是驱动分子自我组装的关键非共价力.
研究的目的:
- 为了合成和表征具有不同结合长度的具有键的OPV.
- 研究这些OPV在溶液中的等级自组装机制.
- 探索结合长度和固体支对OPV组件的形态和稳定性的影响.
主要方法:
- 三种OPV (OPV3,OPV4,OPV5) 的合成和完整表征,其中包括具有奇拉侧链和尿素-s-三酸结合单元的OPV.
- 核磁共振 (1H NMR) 和光物理测量以研究溶液中的自我组装.
- 小角度中子散射 (SANS) 用于确定组装结构的尺寸和刚性.
- 原子力显微镜 (AFM) 用于研究组件在各种固体支上的转移.
主要成果:
- 在无极溶剂中分层自组,通过键形成二元,随后通过pi-pi相互作用堆叠,从而形成螺旋结构.
- SANS揭示了刚性圆柱形物体:OPV4堆 (150纳米持续长,6纳米直径) 和OPV3柱状域 (60纳米长,5纳米直径).
- 由于增强的pi-pi相互作用,堆稳定性随着对长度的增加而增加.
- AFM显示,孤立的单只在特定的度和基质条件下在惰性基板 (石墨,氧化) 上形成;集群发生在排斥的表面上,在有吸引力的表面上发生破坏.
结论:
- 具有键的OPV表现出受控的等级自我组装成刚性,螺旋结构.
- 结合长度显著影响了超分子堆的稳定性和尺寸.
- 选择固体支和溶液度对于实现单个OPV纤维有序沉积至关重要,惰性表面是最合适的.
