全共轭嵌段共聚物的结晶、微相分离及分子取向调控.docx

全共轭嵌段共聚物的结晶、微相分离及分子取向调控
随着人们对材料需求的不断增加，全共轭嵌段共聚物的应用逐渐受到关注。全共轭嵌段共聚物具有高导电性、良好的光电性能以及优异的氧化还原能力，为有机电子材料和能源材料的制备提供了重要的基础。其中，结晶、微相分离及分子取向调控是影响其性能的重要因素。
一、全共轭嵌段共聚物的结晶及微相分离
结晶是指分子有序排列形成晶体的过程。对于有机半导体材料来说，其具有的良好的导电性和电子输运速度与其晶体的结构和形态密切相关。因此，对于全共轭嵌段共聚物来说，结晶性质的研究就显得尤为重要。目前，全共轭嵌段共聚物的结晶方式主要有两种，分别是共晶结晶和纯相结晶。
共晶结晶是指两个或多个分子组成的晶体，其晶格之间呈液态的冷却过程。与此相对的，纯相结晶则是指一种单一化合物晶体中分子有序排列的过程。在全共轭嵌段共聚物中，一般认为共晶结晶对于光电性能的影响更大。这是因为共晶结晶更加容易形成不同的晶面，从而形成不同的电子输运路径，提高了晶体的电子传输和注入速率。
微相分离则是指共聚物中各分子间的微小结构形态存在差异，主要表现为分子链间的间距、晶体尺寸等的变化。微相分离研究的意义在于：一方面，微相分离可以提高共聚物的膜材料的存储模量、强度及刚性等力学性能；另一方面，微相分离还可以提高电子上下转移的速度，促进光电转换效率。
二、全共轭嵌段共聚物的分子取向调控
分子取向调控是指对共聚物中分子链的方向方式进行调节，以实现材料的结构和性能控制。对于全共轭嵌段共聚物而言，分子取向控制的主要手段有两种：一种是引入向相容剂进行调控，另一种是利用电场、晶格等物理场调控。
引入向相容剂进行调控是目前应用较多的一种方式。该方法依靠向组分在共聚物晶体中形成长距离有序结构，从而改变分子链的方向。利用向剂局部施压的方式可以影响晶格空间排列方式，增加晶体的结晶度，促进电子输运，提高电导率和电子表面态密度，增强光电转换效率的同时，提高材料的机械性能。
电场、晶格等物理场则是分子取向调控的另一种方法。传统的电场取向技术是利用高摩擦效应改变分子排列方向，该方式在结晶条件较差下效果不佳。随着硅酸盐的引入，利用晶格场驱动取向的技术被引入，其与电场相结合可以使分子链有序排列，大大改善了光电性能。
三、结晶、微相分离及分子取向调控的应用
全共轭嵌段共聚物的结晶、微相分离及分子取向调控技术，为有机电子材料的制备和性能提升带来了巨大的机会。例如，通过塑料晶体管技术，引入官能化剂，以提高材料的晶化度，增加材料的机械强度和热稳定性。同时，分子取向调控也可以用于构筑光致溅射性、增强材料的双线性红外吸收等一些新型材料的制备。因此，结晶、微相分离及分子取向调控技术的研究，加速了共轭聚合物发展的速度，同时也促进了其在光电领域的应用。