共轭高分子的链结构和凝聚态结构是影响载流子输运的核心要素。由于载流子各向异性的传输特性，共轭高分子的晶型和结晶取向对其传输有重要影响。精准有效调控共轭高分子的晶型及结晶取向，建立它们与载流子迁移率之间的关系，具有重要的学术价值和现实应用意义。
在前期工作中，复旦大学彭娟团队等人利用高分子结晶动力学依赖性调控多种共轭体系的晶型和结晶取向，包括聚（3-丁基噻吩）晶型II到晶型I的转变（ACS Nano 2022, 16, 11194），聚芴从α相到β相的转变及其图案化（Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 11751）等。近期，他们将高分子化学与物理手段紧密结合，设计合成了一系列不同烷基侧链长度（己基、辛基、癸基和十二烷基）的聚（2,5-双（3-烷基噻吩-2-基）噻吩并[3,2-b]噻吩）（PBTTT-6、PBTTT-8、PBTTT-10和PBTTT-12），利用热退火/溶剂蒸气退火实现了PBTTT体系不同晶型的可逆转变。
他们利用GIXRD等结晶测试手段，发现低分子量的PBTTT-6和PBTTT-8存在两种晶型（I型和II型），通过热退火和溶剂退火，可以实现两种晶型的多次可逆转变（图1和2）。两种晶型发生相转变的驱动力是它们在热退火和溶剂退火下的稳定性不同造成的。但是，分子量更高的PBTTT-6和PBTTT-8、以及烷基侧链更长的PBTTT-10和PBTTT-12则观察不到这种晶型转变（图1和2）。他们利用GIXRD、红外光谱等手段对PBTTT的晶型转变进行了细致探究，并将PBTTT的不同结晶结构包括晶型等与有机场效应晶体管的器件性能相关联（图3）。该工作为揭示共轭高分子不同晶型的相互转变以及和载流子传输性能的关系提供了一个简单的实例，从中获得的规律、机制有望推广到更多新型共轭高分子体系。
图1.（a-j）不同分子量、不同烷基侧链长度的PBTTT在不同状态下的2D-GIXRD图及1D-GIXRD图。
图2.（a-i）低分子量的PBTTT-6和PBTTT-8在热退火/溶剂蒸气退火下的GIXRD图以及晶型转变示意图。
图3.（a-c）不同分子量、不同烷基侧链长度的PBTTT在不同状态下的器件性能。
文章链接：
https://doi.org/10.1021/acs.macromol.2c02289
相关进展
高分子科技原创文章。欢迎个人转发和分享，刊物或媒体如需转载，请联系邮箱：info@polymer.cn
欢迎专家学者提供稿件（论文、项目介绍、新技术、学术交流、单位新闻、参会信息、招聘招生等）至info@polymer.cn，并请注明详细联系信息。高分子科技®会及时推送，并同时发布在中国聚合物网上。
欢迎加入微信群 为满足高分子产学研各界同仁的要求，陆续开通了包括高分子专家学者群在内的几十个专项交流群，也包括高分子产业技术、企业家、博士、研究生、媒体期刊会展协会等群，全覆盖高分子产业或领域。目前汇聚了国内外高校科研院所及企业研发中心的上万名顶尖的专家学者、技术人员及企业家。
申请入群，请先加审核微信号PolymerChina（或长按下方二维码），并请一定注明：高分子+姓名+单位+职称（或学位）+领域（或行业），否则不予受理，资格经过审核后入相关专业群。
