《空氣相AFM單分子力譜研究P3HT晶體的納米力學性質》是依託吉林大學，由宋宇擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：空氣相AFM單分子力譜研究P3HT晶體的納米力學性質
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：宋宇
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
納米及亞微米尺寸的光電聚合物晶體材料具有優良的電子傳輸性能，其力學穩定性是影回響用的重要因素，直接在空氣相中研究其納米力學性質是一個非常有意義而又充滿挑戰性的課題。本項目擬選取導電聚合物P3HT為模型體系，結合原子力顯微鏡的掃描定位和單個分子的操縱等功能，開展以下研究：第一，通過最佳化實驗條件減小水膜粘附力的影響，建立空氣相單分子力譜方法；第二，探索晶體結構、溫度和介質對單分子熔融解鏈和納米力學性質的影響，揭示界面相互作用和晶格相互作用的分子機制；第三，建立單分子和介觀力學性質之間的關聯，同時嘗試利用單分子和介觀平衡態力學性質來預測巨觀力學性質。通過本項目的實施，不僅可以發展一種直接在空氣相中研究高分子凝聚態納米力學的方法，還將有利於建立結構、結晶性和多尺度力學性質之間的關係，為P3HT晶體材料的設計及結構調控提供參考。
結題摘要
本項目以聚3-己基噻吩（P3HT）納米纖維為模型體系，探索了AFM單分子力譜、成像和三點彎曲在P3HT納米纖維單分子力學和介觀力學性質研究中的套用。首先系統研究了濕度、表面親疏水性以及微懸臂彈性係數對單分子力譜實驗的影響，建立空氣相單分子力譜技術；通過使用帶有溝槽的基底，建立了基於AFM操控單個纖維的方法。這些技術隨後被用於研究微環境、層數、拉伸速率、拉伸方向等因素對P3HT納米纖維單分子力學性質的影響。利用三點彎曲法和熱形狀波動分析法研究P3HT納米纖維介觀力學性質，並證明了π-π堆疊結構是導致P3HT納米纖維機械性質各向異性的主要因素、片層堆疊對機械各向異性存在削弱效應等結論。同時揭示了P3HT納米纖維形變過程中π-π滑移為動力學平衡過程、具有良好的可逆性、滑移與恢復具有滯後等分子機制。相關技術可以用於其它納米纖維的研究，相關結果為光電材料的設計提供了理論依據。
