北大开发有效策略，实现共轭聚合物的固态微结构

共轭聚合物是一类具有特殊光、电性质的高分子化合物，具有较强的捕获光的能力和荧光信号放大功能以及较高的光、热稳定性，广泛应用于病原微生物、金属离子、小分子化合物以及疾病相关生物标志物的高灵敏诊断和检测领域。

共轭聚合物的固溶状态聚合对于确定其固态微观结构和光电性能至关重要，但是如何控制共轭聚合物溶液状态聚集以产生特定的固态微结构一直是科研领域的一大挑战。近日，北京大学的研究人员报道了一种有效的策略，通过温度控制的液相凝聚和聚合物结晶来微调固态微结构，是共轭聚合物研究领域的一大突破。

研究人员通过多重表征和理论模拟来揭示聚合物的溶液状态聚集。研究发现，高温会使溶液中的共轭主链发生显着的构象波动，从而促进聚合物从溶剂化聚集体到有序堆积结构的结晶。在较高温度下沉积的聚合物薄膜比在室温下沉积的薄膜具有更多的有序堆积和更少的结构无序。与无序样品相比，有序堆积的聚合物薄膜在场效应晶体管显示出更高的载流子迁移率（高达两个数量级）。

于是，研究人员得出结论，聚合物溶液的高温使其更容易克服从溶剂化聚集体到有序微结构的能垒。所以，通过温度控制能够调节共轭聚合物的溶液状态聚集，从而形成有序的固态微结构。

这项工作提供了一种有效的策略来调整溶液状态聚集，以揭示溶液状态聚集与共轭聚合物的固态微结构之间的关系，有力于加快高性能聚合物光电器件的开发。

论文链接：

Ze-Fan Yao, et al, Ordered Solid-State Microstructures of Conjugated Polymers Arisen from Solution-State Aggregation, Angew. Chem. Int. Ed., 2020，DOI：10.1002/anie.202007589