語音播報
二維共價有機框架(2D COF)材料在催化、分離、傳感、儲能等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,尤其是具有共軛結(jié)構(gòu)的2D COF,載流子可以在其二維分子平面內(nèi)傳輸,展現(xiàn)出優(yōu)異的半導(dǎo)體性質(zhì),有望應(yīng)用于光電器件領(lǐng)域。然而,該材料既不溶解,也不熔化,難以通過傳統(tǒng)的聚合物加工方法制備高質(zhì)量薄膜。發(fā)展原位合成技術(shù),直接制備高質(zhì)量的2D COF薄膜,對于COF的基礎(chǔ)研究和實際應(yīng)用具有重要意義。
中國科學(xué)院化學(xué)研究所有機固體院重點實驗室劉云圻團隊圍繞2D COF材料的可控制備、結(jié)構(gòu)調(diào)控和光電性能開展研究,并取得系列研究進展。近日,該團隊發(fā)展了一種室溫制備亞胺連接PyTTA-TPA 2D?COF材料的方法,并在此基礎(chǔ)上,利用固-液界面方法,直接在襯底表面實現(xiàn)了2D COF薄膜的原位生長。該薄膜的厚度可以通過改變有機分子前驅(qū)體的濃度和反應(yīng)時間來調(diào)控。由于親/疏水襯底對前驅(qū)體分子表現(xiàn)出不同的吸附行為,控制生長襯底的表面性質(zhì),能夠?qū)崿F(xiàn)2D COF薄膜的圖案化合成。該方法不需要苛刻的反應(yīng)條件和特殊的設(shè)備,就可實現(xiàn)2D COF薄膜的大規(guī)模、低成本制備。改變前驅(qū)體的種類,也能夠制備PyTTA-BPDA、PyTTA-BPyDA、TFP-PDA和TAPB-DHBDA等2D COF材料,表明該方法具有普適性。當采用PyTTA-TPA COF薄膜作為人工光電突觸器件的活性材料時,器件表現(xiàn)出優(yōu)異的光電性質(zhì),成功模擬了短程可塑性和長程可塑性等生物突觸功能。
該工作不僅提供了一種低成本、大面積制備2D COF薄膜和圖案的方法,而且探索了COF薄膜在光電突觸器件中的應(yīng)用潛力,促進了2D COF在多功能光電器件領(lǐng)域中的研究。相關(guān)研究成果發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》上。
(a)PyTTA-TPA COF的合成示意圖;(b)PyTTA-TPA COF薄膜的光學(xué)照片;(c)PyTTA-TPA COF薄膜的TEM圖;(d)PyTTA-TPA COF薄膜的GIWAXS圖;(e)人工光電突觸器件結(jié)構(gòu)示意圖; (f)兩次連續(xù)光刺激下突觸器件的?PSC變化;(g, h)改變頻率和脈沖次數(shù),可以誘導(dǎo)器件由STP 向LTP轉(zhuǎn)化;(i) 器件具有圖像記憶功能
© 1996 - 中國科學(xué)院 版權(quán)所有 京ICP備05002857號-1 京公網(wǎng)安備110402500047號 網(wǎng)站標識碼bm48000002
地址:北京市西城區(qū)三里河路52號 郵編:100864
電話: 86 10 68597114(總機) 86 10 68597289(總值班室)
© 1996 - 中國科學(xué)院 版權(quán)所有 京ICP備05002857號-1 京公網(wǎng)安備110402500047號 網(wǎng)站標識碼bm48000002
地址:北京市西城區(qū)三里河路52號 郵編:100864
電話: 86 10 68597114(總機) 86 10 68597289(總值班室)
© 1996 - 中國科學(xué)院 版權(quán)所有
京ICP備05002857號-1京公網(wǎng)安備110402500047號
網(wǎng)站標識碼bm48000002
地址:北京市西城區(qū)三里河路52號 郵編:100864
電話:86 10 68597114(總機)
86 10 68597289(總值班室)