单面碳纳米管的单手螺旋包装由性,离子,半导体聚合物

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 聚合物化学 聚合物化学
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 乙烯聚合物正在研究它们包裹单壁碳纳米管 (SWNTs) 的能力.
• 聚合物骨干内的状单元影响SWNTs的螺旋绕.

研究的目的:

• 设计乙烯聚合物用于SWNTs的受控单手螺旋绕.
• 了解聚合物结构,结合方式和螺旋手性之间的关系.
• 设计聚合物-SWNT超结构的电光特性.

主要方法:

• 合成具有不同binaphthol单元的奇拉性aryleneethynylene聚合物.
• 高分辨率传输电子显微镜 (HRTEM) 和原子力显微镜 (AFM) 用于成像.
• 循环二元化 (CD) 光谱和时间依赖密度函数理论 (TDDFT) 进行分析.
• 模拟分子动力学以研究构造性质.

主要成果:

• 具有柔性binaphthol单元的聚合物表现出偏好的但不完全的螺旋手性 (约. 20%是意想不到的).
• 确定了两种结合方式 (cisoid-facial和cisoid-side),其中cisoid-side导致奇拉性逆转.
• 符合形状限制的binaphthol单元确保了优选的面部结合和固定螺旋性.
• 分子动力学证实了受限聚合物的持续螺旋手性.

结论:

• 在聚合物中对binaphthol单元的形状限制对于在SWNT包装中实现固定螺旋性性至关重要.
• 控制的螺旋绕使得聚合物-SWNT系统中电光功能的工程成为可能.
• 这项工作为先进的纳米级材料设计打开了道路.