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  共軛聚合物的凝聚態結構是影響材料性能的重要因素。對共軛聚合物凝聚態結構的有效調控，有利于幫助我們揭示相結構與性能之間的內在關聯。由于共軛聚合物半剛性鏈的特性，其凝聚態結構受到剛性主鏈和柔性側鏈的雙重影響，表現出與柔性聚合物鏈非常不同的動力學松弛行為，因此深入理解半剛性鏈體系所特有的凝聚態結構和演化機理對形態以致材料性能的控制極為必要。

  復旦大學高分子科學系邱楓-彭娟課題組近年來圍繞“共軛聚合物凝聚態結構的調控”這一主題，在基于聚噻吩的共軛均聚物、共軛嵌段共聚物、和基于聚噻吩的有機/無機雜化體系方面開展相關研究。該團隊將高分子化學與物理研究手段緊密結合，從分子結構和外場作用兩個方面來調控體系的凝聚態結構，理解共軛聚合物半剛性鏈的構象如何影響其凝聚態行為其中的道理，部分工作先后發表在ACS Nano（2010, 4, 3241），Macromolecules（2010, 43, 6422；2015, 48, 279；2016, 49, 287）, J. Mater. Chem. A (2016, 4,18432), Angew. Chem. Int. Ed. (2016, 55, 8686)（封面文章）, 和Soft Matter (2017, 13, 5261)（封面文章）上。

  和研究很多的聚噻吩體系相比，聚硒吩體系由于合成困難且溶解性不如聚噻吩，研究相對少。聚硒吩具有和聚噻吩相似的化學及物理性質，但由于雜元環中的硒原子比硫原子半徑更大、更易極化，硒原子間的相互作用更強，硒吩比噻吩具有較低的氧化還原電位和更窄的帶隙等特點，使得聚硒吩能夠接收更廣頻譜的太陽光且更容易實現熱、電場激發，具有潛在優勢。

  最近，邱楓課題組彭娟副教授等人設計合成了一系列不同分子量的聚（3-己基硒酚）并研究其凝聚態相轉變。該團隊利用GIXRD等結晶測試手段，發現聚硒吩存在兩種不同的晶型（I型和II型），隨著聚硒吩分子量的逐漸增加，聚硒吩的晶型從純II型轉變成純I型（圖1）。更重要的是，對同一分子量的聚硒吩體系，通過熱退火和溶劑退火，可以實現兩種晶型的可逆轉變。這種相轉變可以可逆往返多次。她們利用紅外光譜等手段對聚硒吩的結晶轉變行為進行了細致探究，給出了聚硒吩兩種晶型的示意圖（圖1）。兩種晶型發生相轉變的驅動力是它們在熱退火和溶劑退火下的穩定性不同造成的。隨后，該團隊將聚硒吩的不同晶型應用在有機場效應晶體管中，將聚硒吩體系不同相形態、結晶結構、結晶度等與器件性能相關聯。該工作推進了聚硒吩體系的基礎研究及可能的應用。

圖1 不同分子量的聚硒酚的晶型轉變及兩種晶型（I和II）示意圖。

  以上相關成果發表在 Macromolecules (DOI: 10.1021/acs.macromol.7b02126) 上。論文的第一作者為復旦大學高分子科學系博士生王玥，通訊作者為彭娟副教授，共同通訊作者為美國佐治亞理工學院林志群教授。

  論文鏈接：http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.macromol.7b02126