《共軛體系配合物及其有序聚集體的設計與性能研究》是依託北京科技大學，由姜建壯擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：共軛體系配合物及其有序聚集體的設計與性能研究
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：姜建壯
- 項目類別：重點項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
由於超分子體系在生物體系和生命過程中重要的功能作用，有機納米結構的製備、結構、功能性質的研究已經成為化學和材料科學中的熱點研究領域之一。本課題的主要目標是設計合成具有特異結構和性質（例如光學，電學或者磁學功能性質）的卟啉、酞菁類金屬配位化合物，利用共軛分子間強烈的pi-pi相互作用協同氫鍵、配位鍵、靜電相互作用等多重分子間弱相互作用來調節和控制聚集體的形貌和結構，發展新的納米聚集態的構築方法,製備高階有序的有機納米聚集體結構並用於OFET、非線性光學材料、分子開關等的研究。同時對共軛大環配合物高級有序納米聚集體的構築、結構與性能關係開展理論和實驗兩方面的研究，探索分子結構－納米結構－器件性能的關係。尋求進一步設計合成具有更高性能的新型功能材料和器件的思路和方法。
結題摘要
計畫研究內容集中於對卟啉、酞菁類金屬配位化合物進行分子設計、合成，對其有序高級結構分子聚集體的構築、結構與性能關係開展理論和實驗兩方面的研究。設計合成具有特異結構和性質的卟啉、酞菁類化合物及其金屬配合物，用於非線性光學材料及分子電子器件等功能性質研究。對該類分子材料的有序聚集體、有機納米結構的製備、電子器件的加工和性質進行系統研究，並通過雜化和摻雜對材料的性能進行調控。探索利用新的物理化學現象設計分子電子器件和聚集體分子材料電子器件的方法，研究分子結構－納米結構－器件性能的關係。 自2010年1月項目啟動以來，按照研究計畫開展工作，取得了重要進展，完成了預定研究目標。取得成果包括：1、設計製備了一系列新穎的卟啉酞菁類化合物及其過渡金屬和稀土金屬配合物，特別是利用新的合成方法首次製備了卟啉酞菁的四層、五層和六層混雜稀土-過渡金屬配合物與新型席夫鹼-酞菁混雜稀土-過渡金屬配合物，並通過稀土磁性離子的引入，獲得了一系列新型稀土單分子磁體，研究了它們的構效關係以及分子內磁性離子間相互作用等問題，為進一步調控和最佳化三明治型稀土配合物的單分子磁體等功能性質提供了新的方向。2、以功能為導向實現了不同類型的有機半導體分子材料的結構設計與性能調控。通過在酞菁環周邊引入烷氧基作為供電子基團，引入羧基、烷基、磺醯基或對氟苯氧基等作為吸電子基團，用以調控有機半導體材料的本徵性能，獲得了電子遷移率占主導地位的n-型半導體分子材料、空穴遷移率占主導地位的p-型半導體分子材料和空穴/電子遷移率平衡的雙極性半導體分子材料。3、通過理性的分子設計、組裝條件的調控，有效的調控了分子間的相互作用，獲得了不同形貌的納米自組裝結構，實現了聚集體結構的可控制備，揭示了分子結構以及分子間作用力與聚集形貌之間的聯繫，特別是，發現了pH值控制的有機納米晶體與大塊單晶之間的可逆轉換現象，應該是第一例有機納米晶體與單晶的可逆轉化，從而提供一種有效的合成晶態材料的新方法，為有機納米材料的進一步研究與套用提供了支持。 項目執行期間應邀出版專著1部，撰寫專著章節1章，發表SCI收錄論文80餘篇，其中影響因子5.0以上論文22篇。應邀在國際會議上做邀請報告7次，國內會議上做大會和邀請報告7次，培養博士研究生23名（畢業13名）、碩士研究生22名（畢業12名）、培養在站博士後7名（在站3名）。
