Najnowszy przegląd materiałów (październik 2017 r.)

1, Przegląd właściwości fotoelektrycznych związanych z halogenkami organicznymi. Rysunek 1 Pozycja spektralna i pik PL Perowskity z halogenkami organicznymi są szeroko stosowane w badaniach optoelektronicznych. Metyloamoniowy i formamidynowo-jodek ołowiu jako ogniwa fotowoltaiczne wykazują doskonałe właściwości fotoelektryczne i pobudzają entuzjazm naukowców do urządzeń emitujących światło i fotodetektorów. Niedawno zespół Uniwersytetu w Toronto Edward H. Sargent (korespondent) zbadał właściwości optyczne i elektryczne materiału z perowskitu z organicznymi metalohalogenkami. Przedstawia, w jaki sposób skład i forma materiału są powiązane z tymi atrybutami oraz jak te właściwości ostatecznie wpływają na wydajność urządzenia. Ponadto zespół przeanalizował również różne właściwości materiałowe materiałów perowskitowych, w szczególności przerwę wzbronioną, ruchliwość, długość dyfuzji, czas życia nośnika i gęstość pułapki. Właściwości elektryczne i optyczne perowskitów halogenków organoorganicznych związane z wydajnością optoelektroniczną（Adv.Mater., 2017, DOI: 10.1002/adma.201700764）2, Zaawansowane materiały Przegląd: 2D optoelektroniczne zastosowania materiałów organicznych Rysunek 2 Kilka kluczowych etapów stosowania dwuwymiarowych materiałów organicznych Materiał 2D o atomowej cienkiej strukturze i właściwościach fotoelektronów przyciągnął zainteresowanie badacze w zastosowaniu materiałów 2D w elektronice i optoelektronice. Ponadto, jako dwuwymiarowa seria materiałów pojawiających się obszarów, nanostruktura organiczna złożona w formę 2D zapewnia różnorodność molekularną, elastyczność, łatwość przetwarzania, niewielką wagę itp. do zastosowań optoelektronicznych zapewnia ekscytującą perspektywę. Niedawno na Uniwersytecie w Tianjin profesor Hu Wenping, asystent naukowy Ren Xiaochen (wspólny biuletyn) i inni dokonali przeglądu zastosowania organicznych dwuwymiarowych materiałów w urządzeniach optoelektronicznych. Przykłady materiałów obejmują 2D, organiczne, krystaliczne, małe cząsteczki, polimery, samokowalencyjny szkielet organiczny. Omówiono również zastosowanie technologii wytwarzania i modelowania kryształów organicznych 2D. Następnie szczegółowo przedstawiono zastosowanie urządzeń optoelektronicznych i krótko omówiono perspektywę materiału 2D. 2D Organic Materials for Optoelectronic Applications（Adv.Mater.,2017,DOI: 10.1002/adma.201702415）3, Advanced Materials Review: 2D Ruddlesden-Popper Perowskit Fotonika Rysunek 3 Schematyczny diagram struktur perowskitu 3D i 2D Tradycyjny 3D organiczno-nieorganiczny perowskit halogenkowy przeszedł ostatnio bezprecedensowy szybki rozwój. Jednak ich wrodzona niestabilność wilgoci, światła i kalorii pozostaje kluczowym wyzwaniem przed komercjalizacją. W przeciwieństwie do tego, powstający dwuwymiarowy perowskit Ruddlesden-Popper cieszy się coraz większym zainteresowaniem ze względu na jego stabilność środowiskową. Jednak właśnie rozpoczęły się badania nad perowskitem 2D. Niedawno zespół University of Fudan University, Liang Ziqi (autor korespondencyjny) opublikował recenzję, w której po raz pierwszy wprowadzono perowskit 2D i kontrolę 3D szczegółowego porównania. A następnie omówiono dwuwymiarową inżynierię kationową z organicznym interwałem perowskitu. Następnie zbadano i porównano quasi-dwuwymiarowe perowskity pomiędzy perowskitami 3D i 2D. Ponadto pokazano również unikalne właściwości ekscytonowe perowskitu 2D, sprzężenie elektron-fonon i polaron. Na koniec przedstawiono rozsądne podsumowanie projektu struktury, kontroli wzrostu i badań fotofizycznych perowskitu 2D w wysokowydajnych urządzeniach elektronicznych. 2D Ruddlesden-Popper Perovskites for Optoelectronics（Adv.Mater.,2017,DOI: 10.1002/adma.201703487）4 , Nauka Postępy Podsumowanie: Perowskit ołowiowo-halogenkowy: binarne kryształowo-cieczowe, kryształy elektroniczne ze szkła Phonon i wielka formacja Polaron Rysunek 4 Struktura perowskitu CH3NH3PbX3 Ołów anodowany perowskit okazał się być materiałem o wysokiej wydajności w ogniwach słonecznych i urządzeniach emitujących światło. Materiały te charakteryzują się oczekiwanym koherentnym transportem pasmowym krystalicznych półprzewodników, a także odpowiedzią dielektryczną i dynamiką fononową cieczy. Ta dwoistość „kryształowo-cieczowa” oznacza, że perowskity z halogenkiem ołowiu należą do kryształów elektronowych ze szkła fononowego – klasy materiałów termoelektrycznych uważanych za najbardziej wydajne. Niedawno zespół Zhu Xiaoyang (autor komunikatu) z University of Columbia dokonał przeglądu dualności kryształ-ciecz, wynikającej z odpowiedzi dielektrycznej odpowiedzialnej za tworzenie i wybór polaronu nośnika, który powoduje perowskit z tolerancją na defekty, umiarkowaną mobilności nośnika i połączonej wydajności promieniowania. Charakterystyki tworzenia dużych polaronów i szkła fononowego mogą również wyjaśniać znaczne zmniejszenie szybkości chłodzenia nośnika w tych materiałach. Perowskity z halogenkiem ołowiu: dualność kryształ-ciecz, szklane kryształy elektronów fononowych i tworzenie dużych polaronów (Sci). Adv.,2017,DOI:10.1126/sciadv.1701469）5, Progress in Polymer Science Review: Litografia kopolimerów blokowych zawierających krzem Rys.5 Wykres fazy topnienia kopolimeru diblokowego Ostatnio National Tsinghua University Rong-Ming Ho (Korespondent) i inni opublikowała podsumowanie różnych metod przygotowania folii z uporządkowanego kopolimeru blokowego (BCP) najnowszych postępów, koncentrując się na wykorzystaniu BCP zawierającego krzem w zastosowaniach litograficznych. Dzięki zaletom bloków zawierających Si, te BCP mają mniejsze rozmiary cech ze względu na ich wysoką rozdzielczość, dużą intensywność segregacji i wysoki kontrast trawienia. Biorąc pod uwagę, że poli(dimetylosiloksan) (PDMS) był szeroko badany w BCP zawierających Si, możliwość fotolitografii przy użyciu BCP zawierającego PDCP została wykazana w poprzednich i trwających badaniach. Kolejne sekcje szczegółowo opisują główne wyniki podejścia DSA. Omówiono również nowy trend w zastosowaniu druku litograficznego oraz zastosowanie nano-wzorów fotolitografii z użyciem BCP zawierających krzem. Na koniec przedstawiono wnioski i perspektywę litografii BCP. Kopolimery blokowe zawierające krzem do zastosowań litograficznych（Prog. Polim. Sci.,2017,DOI:10.1016/j.progpolymsci.2017.10.002）6, Angewandte Chemie International Edition Przegląd: Studium teoretyczne perowskitowego ogniwa słonecznego CH3NH3PbI3 Rysunek 6 Elektroniczny wzorzec gęstościWydajność konwersji mocy (PCE) ponad 22% zhybrydyzowanego perowskitowego ogniwa słonecznego komórki (PSC) przyciągnęły znaczną uwagę. Chociaż perowskit odgrywa ważną rolę w działaniu PSC, podstawowa teoria związana z perowskitem pozostaje nierozwiązana. Niedawno profesor Xun Nining (autor komunikacji) z Xi'an University of Architecture and Technology, zgodnie z pierwszą zasadą, ocenił istniejącą teorię struktury i właściwości elektronowych, defektów, dyfuzji jonów i prądu transferu perowskitu CH3NH3PbI3 oraz wpływu transportu jonów na prąd PSC – histereza krzywej napięcia. Omówiono również prąd ruchomy związany z możliwą ferroelektrycznością. I podkreśla korzyści, wyzwania i potencjał perowskitu dla PSC. Teoretyczne traktowanie ogniw słonecznych CH3NH3PbI3 Perowskit（Angew. Chem. wewn. Ed.,2017,DOI: 10.1002/anie.201702660）7, Chemical Society Reviews Przegląd: Baterie redukcyjne do elektromechanicznych materiałów aktywnych dla inżynierii molekularnej Rysunek 7 Inżynieria molekularna dla substancji redoks dla zrównoważonych RFBA ważny duży system magazynowania energii, baterie redox (RFB) mają wysoką skalowalność i niezależne możliwości sterowania energią i mocą. Jednak konwencjonalne zastosowania RFB podlegają ograniczeniom wydajności i ograniczeniom związanym z wysokimi kosztami i kwestiami środowiskowymi związanymi ze stosowaniem substancji redoks na bazie metali. Niedawno zespół z University of Texas w Austin Guihua Yu (autor komunikatu) zaproponował zaprojektowanie nowego programu inżynierii molekularnej układu substancji redoks. W artykule przedstawiono szczegółową strategię syntezy modyfikacji organometalicznych i organometalicznych substancji redoks pod względem rozpuszczalności, potencjału oksydacyjno-redukcyjnego i wielkości cząsteczek. Następnie wprowadzono najnowsze postępy obejmujące mechanizm reakcji form redoks sklasyfikowanych na podstawie ich struktury molekularnej, określonych metod funkcjonalizacji i właściwości elektrochemicznych. Na koniec autor analizuje przyszły kierunek rozwoju i wyzwania tej powstającej dziedziny badań. Inżynieria molekularna organicznych materiałów elektroaktywnych do akumulatorów przepływowych redoks （Chem.Soc.Rev.,2017,DOI: 10.1039/C7CS00569E）8, Przegląd przeglądów chemicznych towarzystwa: Poziom atomowy dla magazynowania i konwersji energii Nanomateriały niewarstwowe Rysunek 8 Nanomateriały warstwowe i niewarstwowe klasy atomowej Od czasu odkrycia grafenu dwuwymiarowe nanomateriały o dużej grubości atomowej i dużym wymiarze bocznym są intensywnie badane ze względu na ich dużą powierzchnię właściwą, niejednorodna struktura elektronowa i atrakcyjne właściwości fizyczne i chemiczne. Niedawno zespół akademików Wulonggong University Dushi University (autor komunikatu) kompleksowo podsumował grubość atomową metody przygotowania niewarstwowych nanomateriałów, zbadał jej heterogeniczną strukturę elektronową, wprowadzenie strategii działania struktury elektronowej oraz nakreślił jej magazynowanie i konwersję energii. , ze szczególnym uwzględnieniem akumulatorów litowo-jonowych, akumulatorów sodowo-jonowych, tlenu, redukcji CO2, reakcji utleniania CO. Wreszcie, w oparciu o bieżące postępy badawcze, wytyczyliśmy przyszły kierunek – w praktycznym zastosowaniu w celu zwiększenia wydajności i nowych funkcji do zbadania. Atomowo cienkie, niewarstwowe nanomateriały do przechowywania i konwersji energii （Chem.Soc.Rev.,2017,DOI :10.1039/C7CS00418D）9, Chemical Reviews Przegląd: Zastosowania elektrochemiczne w syntezie struktur heterocyklicznych Rysunek 9 Mechanizm elektroindukowanej kationowej reakcji łańcuchowej Heterocykl jest jednym z największych związków organicznych do tej pory, a przygotowanie i transformacja struktur heterocyklicznych duże zainteresowanie badaczy chemii organicznej. Różne struktury heterocykliczne są szeroko spotykane w biologicznie aktywnych produktach naturalnych, materiałach organicznych, agrochemikaliach i lekach. Kiedy ludzie zauważą, że około 70% wszystkich leków i agrochemikaliów ma co najmniej jeden heterocykl, ludzie nie mogą ignorować ich znaczenia. Niedawno zespół profesora Zeng Chengchao z Uniwersytetu Technologicznego w Pekinie (autor korespondent) dokonał przeglądu postępów budowy elektrochemicznej związków heterocyklicznych publikowanych przez cyklizację wewnątrzcząsteczkową i międzycząsteczkową od 2000 roku.Zastosowanie elektrochemii w syntezie struktur heterocyklicznych（Chem. Wersja,2017,DOI:10.1021/acs.chemrev.7b00271）
Źródło: Carbide Meeyou