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445 肝帝的一周,Y係列材料到手(二合一大章,求訂閱)(1 / 2)

組會結束後,眾人返回216。

過了一會兒,吳菲菲突然興奮的說道:“我的簽證通過啦,許秋、韓嘉瑩你們也快去查查。”

許秋看了眼吳菲菲的電腦屏幕,瀏覽器上的頁麵是漂亮國簽證中心,最上麵標注著“issued(已簽發)”,下麵則是申請人的aa碼,護照簽發時間,以及一段英文備注:“你的簽證已經通過,如果10個工作日內未收到簽證,請聯係……”

“蠻快的嘛。”許秋隨口回應了一句,然後和韓嘉瑩也去查了一下,發現他們簽證狀態同樣顯示是“issued”,於是說道:“我們的簽證也通過了。”

“你們運氣都挺好的呀,沒有一個被審核,“就是不知道申請下來簽證有效期限是多久……”田晴解釋道:“像漂亮國旅遊簽證的有效期一共有幾種檔次,分彆是3個月、1年、3年、5年、10年還有永久性有效,我之前辦的旅遊簽證的有效年限是5年,相對來說算比較長的了。”

“對了,你們收到護照後,記得還要去euvs網站上更新一下你們的資料,這個必須要在你們前往漂亮國之前進行更新,不更新的話之後的入境就會受到影響。”田晴頓了頓,又補充道:

“噢,還有這個網站是免費的,有時候直接千度的話,會搜索出來一個假的官網,然後會收取幾十刀的手續費,記得不要被千度給坑了。”

吳菲菲笑著回應道:“沒想到千度的業務拓寬的這麼廣泛啊,之前是接賣鞋的廣告,接醫院的廣告,現在都成功和國際對接上了。”

……

吃過中飯,許秋隻身前往江彎校區,他這周的工作計劃是合成出y係列受體材料,同時在實驗的間隙完成《焦耳》文章的撰寫。

韓嘉瑩和鄔勝男全部都留在了邯丹校區,學妹這周要製備基於ptq1的電池器件,同時還要進行其他表征測試;博後學姐這周要和魏興思實時溝通基金項目撰寫的事情。

另外的兩個本科生,殷後浪和徐心潔見狀,都留在了邯丹校區。

其實,許秋並不介意親自帶一帶兩位新人,可新來的幾個本科生在對待他的態度上都有些特殊……

怎麼形容呢?大概是尊敬而又疏離,有點類似於他剛進組的時候看待魏興思的感覺。

在不知不覺中,許秋學生的身份在悄然的褪去,逐漸向一個研究團隊的領導者進行轉變。

下午一點多,許秋到達江彎校區,首先來到先材四樓的學生辦公室休整。

今天這邊的大辦公室居然有人搬了進來,三男一女,看起來是同一個課題組的。

許秋推測可能是其他課題組在江彎的實驗室,已經裝修的差不多了,打算響應學校的號召往江彎進行搬遷了。

不過這四個人,許秋一個都不認識,因此也沒有和他們打招呼,直接拿出鑰匙開門,進入裡間的小辦公室中。

掃視了一圈辦公室,看到韓嘉瑩的桌位後,許秋果斷選擇“鳩占鵲巢”,占領了學妹的位置。

因為學妹的這個椅子上有一個軟墊,坐起來比較舒服,而且周邊裝飾的也非常好,可以令人心情愉悅,獲得一個工作效率+10%的buff。

坐在椅子上,許秋打開筆記本電腦,開始規劃實驗方案,隱隱約約似乎還能聞到學妹留下來的味道,也不知道是不是錯覺。

y係列的受體材料,許秋在設計之初其實也是有“簡化受體材料的合成步驟,降低受體材料成本”方麵的考量。

比如y5材料的合成,就是因為y4用到的是合成難度比較高的i2f端基,所以才用i2cl端基取而代之。

本來許秋沒指望y5的性能有多好,結果歪打正著,y5的性能反而比y4還要好,最高器件效率更是達到了14.8%。

這段時間,許秋還參照前期itic體係的經驗,對y5進行進一步的“優化”。

利用模擬實驗室,許秋設計、合成了y6y11,一共6種受體材料。

可惜的是,這些材料的器件性能並沒有取得進一步的突破,仍然停留在1214%效率的級彆。

具體來說,y6是相對於y3進行的調控,將y3端基的im,算是和y4、y5屬於同個係列的材料,器件效率雖然略差於y4,但也達到了14%+。

之後的y7y11都是相對於y5進行的“改進”。

其中,y7是將y5中與nt單元相連接的噻吩並噻吩tt,替換為噻吩並噻吩並噻吩ttt,用來拓寬中央單元的共軛長度,最高效率12%+。

y8、y9是把y5分子中nt單元氮原子上的側鏈進行修飾,y5用的是2乙基己基,y8用的是同樣碳原子數量的直鏈烷基——正己基,而y9用的是碳原子數量增加了4個的2丁基癸基。y8、y9的效率均在13%+,沒有超過y5。

y10、y11是把y5分子中nt單元與tt單元連接處n原子上的側鏈進行修飾,y5用的同樣是2乙基己基,y10、y11分彆是正己基和2丁基癸基,y10、y11的效率均在14%+,同樣沒有超過y5。

這些實驗結果表明,一方麵y係列材料的“底子”比較好,效率的平均水平都是在12%14%,而之前itic係列的平均水平在10%12%,再早一些的pdi係列,在6%8%。

分子結構很大程度上決定了一種材料的性能上限。

另一方麵,也說明y5這種材料已經優化的較為完善。

如果想要進一步提升,就不能“小打小鬨',而是需要對中央單元進行較大幅度的調整,比如將nt單元更換成其他單元。

許秋將腦海中產生了一係列想法,交由模擬實驗室代為摸索。

他現在的當務之急,是先把初代的y係列材料在現實中合成出來。

許秋的目標材料是y3、y4、y5和y6,這些材料的中央單元都是同一種,隻有端基不同,可以“一鍋端”,極大的節省時間。

至於y1、y2,暫時被他放棄了。

理論上也可以把它們合成出來,水兩篇一區文章,但沒那個必要。

甚至對於y3y6這四種材料,許秋也不打算水太多的文章,因為現在他的目標隻有一個,那就是s主刊。

假如每次優化一點點,就發表一篇文章的話,固然文章數量會多一些,或許能有五六篇am、jacs、ees這種級彆的文章,但可能會錯失登頂s主刊的機會。

這不僅僅是為了係統任務,也是為了自己的科研生涯之路。

&n都要高。

基本上有了一篇《自然》,在國內升到“傑青”的位置,就是時間的問題。

因此,許秋的打算是先憋一波大招,然後直接打出王炸,一次性把效率提到非常高。

比如達到有機光伏領域一個公認的門檻15%,甚至突破這個門檻,達到16%以上。

在這種情況下,衝擊一篇s還是很有機會的。

可以想象一下,現在有機光伏的同行們還在為效率突破13%而努力(效率破13%的《自然·能源》還沒發表),如果沒過多久一篇文章直接把效率做到了15、16%,那將有多麼的震撼。

具體的合成方案規劃,因為y3y6材料端基a單元是之前iti衍生物,所以不需要重新合成,主要考慮的是中央d單元的合成。

其實,從嚴格意義上來講,y係列受體的分子結構,已經不是itic體係時ada結構。

中央nt單元的性質接近於a單元,而nt兩邊的tt單元接近於d單元,再加上端基a單元,因此y係列受體其實是一種類似adada結構的分子。

許秋推測,y係列受體的這種adada分子結構,可能是導致其性能超越itic係列材料的一大原因。

當然,尋找性能提升的原因是之後的事情,現在還是要致力於材料的合成。

y3y6的合成均需要六步反,其中前五步的合成步驟是完全一樣的,因此可以隻投一鍋反應。

第一步,雙溴取代的,氮原子上帶有乙基己基側鏈的苯並三唑(nt)單元,通過硝基化反應,在苯環剩餘的兩個反應位點上連接兩個硝基,得到得到雙溴、雙硝基取代的nt單元。

第二步,將雙溴、雙硝基取代的nt和單三甲基錫取代的tt單元反應,得到ttnttt的結構,其中nt上連接有兩個硝基。

第三步,將ttnttt分子中的硝基還原,並與相鄰的tt單元成環,形成環狀的仲胺(氨分子上的兩個氫原子均烴基取代而生成的化合物),得到連續的稠環結構,共軛長度為7,即七個五元、六元環以稠環形式連接。此時,產物中存在位於ttnt之間的仲胺,上麵還有一個殘留的氫原子,這是一個反應位點。

第四步,將第三步的反應物和溴代烷烴反應,用烷基取代仲胺上的氫原子,形成叔胺,實現在n原子上引入側鏈的目的,得到最終的中央dad單元。

第五步,中央dad單元的醛基化反應,在中央dad單元的兩端連接兩個醛基。

第六步,經過醛基化的dad單元與i2f/2cl/m等a單元進行反應,得到y3y6係列受體材料。

做好實驗前準備工作後,許秋進入先材五樓的化學實驗室,穿戴好防護裝置,開始實驗。

第一步反應,是在nt單元上麵進行硝基化反應。

原料是雙溴取代的nt單元,硝酸以及三氟甲磺酸。

其中,三氟甲磺酸是新試劑。

它又稱三氟甲烷磺酸,易溶於水,低毒,用途廣泛,是最強的有機酸之一,具有強腐蝕性、吸濕性,廣泛用於醫藥、化工等行業。

從分子結構來講,三氟甲磺酸就是硫酸分子中的一個氫原子被三氟甲基取代的產物,酸性比100%濃度的硫酸還要強。

在很多場合三氟甲磺酸可以替代傳統的硫酸,鹽酸等傳統無機酸,起到優化改進工藝的作用。

考慮到nt單元比較便宜,而且這次最後要合成四種材料,對原料的需求比較多,再加上y係列材料的光電性能,是已經經過模擬實驗室驗證過的,許秋也在模擬實驗室中預演過相關的合成實驗,因此他果斷進行大批量合成。

首先,從烘箱中取出一隻洗淨烘乾的兩口燒瓶。

然後,稱取反應物nt單體,10克,裝入反應瓶。

接著,吸取濃硝酸,35毫升,加入反應瓶。

最後,吸取三氟甲磺酸,5毫升,加入反應瓶。

在用一次性滴管添加三氟甲磺酸的時候,許秋發現這玩意也會像發煙硫酸、發煙硝酸一樣在空氣中發煙,大概是因為它繼承了硫酸的吸水性的緣故。

這步硝基化反應的難度並不大,因為對於雙溴取代的nt單元,這種反應位點比較少的材料來說,可能發生的副反應比較少。

但如果反應位點比較多的話,硝基化反應就有些難度了。

比如許秋之前在做3dpdi的時候,有一次做硝基化反應,結果直接合成出來若乾種產物,且完全無法分離提純,實驗直接失敗。

晚上,許秋處理好產物,用過柱子的方法進行提純,這一步的產率很高,達到了93%。

不過,由於時間的關係,沒辦法繼續進行第二步的反應。

主要是江彎這邊沒有床鋪可以休息,因此必須趕在末班校車前結束實驗,不然就隻能打車或者騎著單車回邯丹校區了。

邯丹校區和江彎校區並不遠,騎單車的話,據孫沃說半個小時就能到,不過許秋並沒有嘗試過,他暫時也不想嘗試。

而孫沃之所以知道,是因為他入學後沒有申請學生宿舍,依然保持著之前暑假時候每天騎車回家的習慣,對騎行這方麵比較了解。

也不知道孫沃是單純為了省每年一兩千的住宿費,還是為了鍛煉身體,或者有其他什麼原因。

周二,許秋再次前往江彎校區。

繼續第二步的反應,將昨日的反應物和單三甲基錫取代的tt單元反應。

這一步是小分子的stille反應,副反應也不多,隻需要儘可能的讓所有的反應物全部都反應完畢即可,相對比較容易。

因此,許秋直接使用微波反應器,提供一個比較劇烈的反應條件,這樣可以同時提升反應的產率,並縮短反應所需要的時間。

下午,許秋拿到粗產物,經過濾、旋蒸、過柱子,得到橘紅色的產物,產率82%。

繼續第三步反應,也就是硝基的還原。

用到的是提純後的第二步產物和磷酸三乙酯,鄰二氯苯作為反應溶劑,需要加熱回流過夜。



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