超分子工程烯二氧化物组件显示热过渡从柱状到多层状结构
Shiki Yagai1, Mari Usui, Tomohiro Seki
1Department of Applied Chemistry & Biochemistry, Graduate School of Engineering, Chiba University, 1-33 Yayoi-cho, Inage-ku, Chiba 263-8522, Japan. yagai@faculty.chiba-u.jp
Journal of the American Chemical Society
|April 20, 2012
概括
功能化二氧化 (PBI) 形成了与结合的粉丝圈,这些粉丝圈自组装成柱状结构. 加热诱导过渡到叶片相,显著增强光导性由于电荷转移. 这项研究揭示了一种具有光电子影响的新型结构转变.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 超分子化学 超分子化学
- 有机电子 有机电子
背景情况:
- 二氧化 (PBI) 衍生物因其光电子特性而受到广泛研究.
- 功能化的PBI自组装成有序结构对于先进的材料至关重要.
- 控制超分子组织会影响材料的性能.
研究的目的:
- 为了使PBI与ditopiccyanuric acid具有功能,用于受控的自组装.
- 为了研究键超大循环和柱状结构的形成.
- 研究结构转变及其对光导性的影响.
主要方法:
- 紫外线和NMR光谱用于聚合研究.
- 原子力显微镜 (AFM) 和传输电子显微镜 (TEM) 用于纳米结构可视化.
- 用于结构分析的X射线衍射 (XRD) (六角柱状和状相).
- 差分扫描热量计 (DSC) 和红外 (IR) 光谱仪用于热和结合分析.
- 闪光光电解的时间分辨率微波导电性 (FP-TRMC) 和光电子性质的短暂吸收光谱.
主要成果:
- 形成与结合的PBI粉丝圈和圆柱状纤维状纳米结构.
- 在溶液中和造后自组装成六角柱状结构 (Col(h)).
- 一个热诱导的结构过渡从COL (h) 到一个高度有序的板状 (Lam) 结构.
- 在过渡过程中,重新排列的键图案从罗塞特到线性带.
- 由于有效的电荷转移,Lam结构的短暂光导率与Col (h) 结构相比显著增加.
结论:
- 功能化的PBI可以通过键和π-π堆叠形成有序的超分子架构.
- 通过热处理可以实现柱状和板状相之间的可逆结构过渡.
- 叶片相表现出优越的光导性,归因于通过分子内电荷转移增强的电荷载体生成.
