摘要:确定寡聚受体(OAS)的分子构象及其对分子填料的影响对于理解其所得聚合物太阳能电池(PSC)的光伏性能至关重要,但尚未得到很好的研究。在此,我们合成了两个二聚体受体材料,dibp3f-se和dibp3f-s,它们分别通过硒和噻吩桥接了Y6衍生物的两个段。理论仿真以及实验1D和2D NMR光谱研究证明,两个二聚体都表现出除S-或U形的相对词以外的O形构象。值得注意的是,这种O形构象可能受到独特的“构象锁定”机制的控制,这是由于其在二聚体内的两个末端组之间的分子内π -π相互作用加剧而产生的。基于Dibp3F-SE的PSC提供的最大效率为18.09%,表现优于基于DIBP3F-S的细胞(16.11%),并且在基于OA的PSC的最高效率中排名。这项工作展示了一种轻松获得OA构象的方法,并突出了二聚体受体对高性能PSC的潜力。
由于其芳族结构的固有稳定性,富含电子杂种五个五环(ERHP)(例如噻吩衍生物和吡咯衍生物)的聚合具有挑战性。所得聚合物是有机半导体材料,在有机电子和生物电子设备中广泛使用。在这里,我们报告了有效的氢原子转移(HAT)光催化剂,它是二聚化产物(1,2-双(4-(2-羟基甲氧基)苯基)乙烷-1,2-二酮),是由Irgacure 2959的光解2959的光解产生的酰基自由基,以及用于脱发的酸性化合物。脱氢作用是通过双HAT过程发生的,从而实现了ERHP的光聚合。此反应还允许我们在水凝胶中制造三维(3D)导电途径。可以打印水凝胶以形成聚苯乙烯磺酸盐的聚苯乙烯磺酸盐,形成独立的3D导电结构,精度为220 nm,明显超过了使用先前方法(> 10 µm)构建的结构。该方法引入了3D电极精确工程的机会,有可能扩大有机电子和生物电子药物的应用。
共同沉积的分子异质结构与成分的统计相互混合是有吸引力的候选者来调整光学和传输特性的候选者,以及促进诸如单线填充之类的光物理过程的能力。为了理解和控制这些系统中的单重手术机制,研究基本激发态动力学是最大的兴趣。在这项工作中,通过时间分辨和依赖温度依赖性的光致发光光谱和时间分辨率分辨出几个PicoSeconds的时间分辨率,研究了与有效的单口材料五苯五苯五苯五苯五苯。对光致发光动力学的分析表明,通过分离的五苯分子分子到五苯苯甲酸的凝集酸盐,最终发生单一填料。蒽噻吩中发光的有效且在很大程度上独立于温度独立的猝灭归因于能量水平的有利的级联级别对准,并且可以假设Försterresonance能量传递是苯乙烯聚集乙烯聚集聚集体的主要驱动机制。此处研究的系统可以用作设计其他分子异质结构的蓝图,并具有空间分离的光收集和单式填充区域。
摘要对于医疗传感设备,例如伤口愈合贴片,需要提供可穿戴和长期可用的电源。 这就需要经济高效、重量轻的电池。 我们在此提出一种由 Zn 阳极和聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)阴极组成的金属空气电池。 PEDOT:PSS 层通过薄膜沉积而成,由于其高粘附性而用作阴极,无需粘合剂。 分析了两种不同厚度的薄膜类型。 评估了 1-丁基-3-甲基咪唑辛基硫酸盐离子液体(据报道也充当稳定剂)对电性能的影响。 电极表现出低表面电阻率和相当大的放电容量。 结果表明,PEDOT:PSS 在空气电极中适当地充当了 O 2 氧化还原反应基质和导电粘合剂,这意味着 PEDOT:PSS 薄膜适合用于 Zn-空气电池的阴极。此外,我们展示了一种聚合物生物相容性锌空气电池装置,总厚度约为 2 毫米,易于组装、重量轻且经济高效。
透明植入式设备将神经记录和光学模式相结合,在神经科学和生物医学工程领域引起了广泛关注。用于电生理学的不透明金属电极阵列会阻碍光学成像并导致光电伪影,使其难以与光遗传学相结合。本文介绍了一种无光电伪影、高导电性和透明的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐 (PEDOT:PSS) 电极阵列,作为有前途的神经植入物。与应用于植入工具的其他透明材料相比,本研究开发的技术通过低成本、超简便的方法提供了透明的神经接口。由于采用了简单的乙二醇浸渍工艺,该设备表现出优于其他研究的光学、机械和电气特性。通过将其光刺激效率和光电伪影程度与传统的薄金电极在体外和体内进行比较,突出了该设备的性能。该平台可以比任何其他候选材料更有效地组装透明神经接口,因此具有许多潜在的应用。
功能分级的材料(FGM)在无机热电学的背景下被广泛探索,但尚未在有机热电学中进行。在这里,研究了掺杂梯度对化学掺杂共轭聚合物的热电特性的影响。柜台的平面漂移用于中等电场中,用于在由寡聚侧链的聚噻吩中创建侧向掺杂梯度,并用2,3,5,5,6-Tetra-fuoro-tetra-tetra-fuoro-tetrace-tetrachachacyanoquinainoimeneimetimethane(f 4 tcnq)(F 4 TCNQ)。拉曼显微镜表明,在50μm宽的通道上的偏置电压仅为5 V,足以触发反逆漂移,从而导致掺杂梯度。分级通道的有效电导率随偏置电压降低,而观察到Seebeck系数的总体增加,可产生高达八倍的功率因数。动力学蒙特卡洛模拟分级纤维的模拟解释了在高电导率下,在高电导率下seebeck系数的掷骰,以及由于高掺杂剂浓度下的库仑散射而增加的迁移率。因此,发现FGM概念是提高尚未最佳掺杂的有机半导体的热电性能的一种方式,这可以减轻新材料的筛选以及设备的制造。
智能纺织品将传统纺织品的特点与智能材料(如机电活性聚合物)的良好特性相结合,从而形成纺织品执行器。纺织品执行器由单个纱线执行器组成,因此了解它们的电化学机械行为非常重要。在此,本研究调查了构成纱线执行器核心的商用纱线的固有结构和机械特性对基于导电聚合物的纱线执行器的线性驱动的影响。商用纱线涂有聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)以使其具有导电性。然后在受控条件下将提供机电驱动的聚吡咯 (PPy) 电聚合在纱线表面上。在等渗和等距条件下,在水性电解质中研究了纱线执行器的线性驱动。纱线执行器产生高达 0.99% 的等渗应变和 95 mN 的等距力。本研究实现的等距应变比之前报道的纱线致动器高出十倍和三倍以上。等距驱动力比我们之前的结果增加了近 11 倍。最后,引入了一个定性机械模型来描述纱线致动器的驱动行为。纱线致动器产生的应变和力使它们成为可穿戴致动器技术的有希望的候选者。
摘要 虚拟现实 (VR) 技术因其能够为用户提供沉浸式和交互式体验的能力而成为脑机交互和神经科学研究的有前途的工具。作为一种无创监测大脑皮层的强大工具,脑电图 (EEG) 与 VR 相结合为测量这些体验中的大脑活动提供了一个激动人心的机会,从而深入了解认知和神经过程。然而,传统的基于凝胶的 EEG 传感器与 VR 耳机不兼容,而且大多数使用刚性梳状电极的新兴 VR-EEG 耳机在长时间佩戴后会感到不舒服。为了解决这一限制,我们基于导电聚(3,4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐/三聚氰胺 (PMA) 创建了柔软、多孔且与头发兼容的海绵电极,并通过定制的柔性电路将它们集成到 VR 耳机上,以便在执行 VR 任务期间进行多通道 EEG。我们的 PMA 海绵电极可以在 VR 耳机带自然施加的压力下变形,通过头发与头皮皮肤接触。特定接触阻抗始终低于 80 k Ω ·cm 2,即使在多毛部位也是如此。我们通过在无毛部位记录闭眼时的阿尔法节律来展示我们的 VR-EEG 耳机的功能
掺杂剂诱导溶解度控制 (DISC) 聚合物半导体图案化技术的最新进展已使聚-3-己基噻吩 (P3HT) 的直接写入光学图案化成为可能,且分辨率达到衍射极限。在这里,我们将光学 DISC 图案化技术应用于最简单的电路元件——导线。我们展示了 P3HT 和掺杂有分子掺杂剂 2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基醌二甲烷 (F4TCNQ) 导线的 P3HT 的光学图案化,尺寸为厚度 20-70 nm、宽度 200-900 nm 和长度 40 µ m。此外,我们还展示了“L”形弯曲和“T”形结等导线图案的光学图案化,而无需改变结处导线的直径或厚度。经过连续掺杂后,导线本身的电导率高达 0.034 S/cm。我们还证明了 P3HT 纳米线可以在溶液中掺杂、去掺杂和再掺杂,而不会改变导线的尺寸。光学图案化和可逆掺杂聚合物半导体的综合能力代表了一套完整的图案化步骤,相当于无机半导体的光刻技术。
掺杂剂诱导溶解度控制 (DISC) 聚合物半导体图案化技术的最新进展已使聚-3-己基噻吩 (P3HT) 的直接写入光学图案化成为可能,且分辨率达到衍射极限。在这里,我们将光学 DISC 图案化技术应用于最简单的电路元件——导线。我们展示了 P3HT 和掺杂有分子掺杂剂 2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基醌二甲烷 (F4TCNQ) 导线的 P3HT 的光学图案化,尺寸为厚度 20-70 nm、宽度 200-900 nm 和长度 40 µ m。此外,我们还展示了“L”形弯曲和“T”形结等导线图案的光学图案化,而无需改变结处导线的直径或厚度。经过连续掺杂后,导线本身的电导率高达 0.034 S/cm。我们还证明了 P3HT 纳米线可以在溶液中掺杂、去掺杂和再掺杂,而不会改变导线的尺寸。光学图案化和可逆掺杂聚合物半导体的综合能力代表了一套完整的图案化步骤,相当于无机半导体的光刻技术。