《可控二維碳納米帶的新合成方法探索及器件套用》是依託上海師範大學，由肖勝雄擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：可控二維碳納米帶的新合成方法探索及器件套用
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：肖勝雄
- 依託單位：上海師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
通過改變催化劑的結構和催化反應條件，對活性炔烴開環複分解聚合反應進行最佳化，合成線狀高聚物，進一步將其轉化成二維碳納米帶。一方面通過改變線狀高聚物前驅體分子的大小、結構和功能團，相應地實現對二維碳納米材料的寬度、邊緣結構及功能團的可控調節；另一方面通過控制活性聚合反應的聚合度來調控二維碳納米帶的長度，實現高精度可控結構二維碳納米帶的大規模液相製備。完善二維納米碳材料的合成方法，為材料科學提供新的材料製備工具，也為材料的基本物理性質研究提供研究對象。系統研究該系列不同尺寸和結構的二維碳納米帶在薄膜、單層膜以及單分子等不同尺度器件中的性能及調控規律，探究材料、器件結構的表征方法，材料的光物理、電子轉移性能，及其在納米級電荷／傳輸套用領域的套用前景，闡述結構與性能之間的關係。從分子層面上為材料的結構和性能提供更深層次的理解，對催化科學以及材料科學兩大學科領域的發展產生積極的影響。
結題摘要
有機光電材料的性能與分子結構密切相關，而原子精度可控合成是研究這一對應關係的突破口，有利於為新材料的發現及其套用提供基礎理論和實驗支持。本項目通過精準有機合成的方法，獲得了四類新型有機材料：類石墨炔二維材料、螺旋石墨烯納米帶、共軛芳香大環以及環矽烷系列等分子，對它們的基本物理化學性質進行了表征，並對其在有機催化、有機太陽能電池、有機電子器件、以及有機單分子導電性測試等領域的性能進行了研究。其中類石墨炔二維材料是一種優良的Pd催化劑載體，其對硝基苯的催化還原性能比傳統的Pd/C快兩個數量級；螺旋石墨烯納米帶是優良的非富勒烯電子受體材料，在有機太陽能電池套用中表現出可以與富勒烯衍生物相媲美的光電轉化效率；共軛芳香大環具有獨特的光物理性能，而且其電子傳輸性能比其鏈狀類比物高一倍以上；橋環[222]環辛矽烷因其具有Sigma-鍵相消量子干涉效應而表現出了超級絕緣體性能。通過本項目的資助，項目負責人與美國哥倫比亞大學Colin Nuckolls教授、Latha Venkataraman教授，以及哥本哈根大學Gemma C. Solomon 教授展開了緊密合作，多次進行國際訪學及學術交流，同時還資助青年教師及研究生進行國際交流合作等，並發表通訊作者SCI論文10篇（包括Nature 1篇，JACS 4篇，Acc. Chem. Res. 綜述1篇），兩篇論文為ESI高引文章，1篇為熱點文章，1篇被Synfacts雜誌評選為 “Synfact of the Month文章。申請發明專利5項，其中兩項獲得授權。項目成果有望在5～10年內在有機太陽能電池、有機化學感測器、有機電子器件等領域進行推廣。項目負責人先後獲得上海市特聘教授（東方學者）、上海市曙光學者、上海市優秀學術帶人等榮譽，組建了一支包括2名教授、1名副教授，1名講師、16名研究生的科研團隊。後期將重點關注有機分子材料的光、電子學行為，並將其拓展到有機分子器件以及單分子電子學研究中。
