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445 肝帝的一周,Y系列材料到手(二合一大章,求订阅)

      组会结束后,众人返回216。

      过了一会儿,吴菲菲突然兴奋的说道:“我的签证通过啦,许秋、韩嘉莹你们也快去查查。”

      许秋看了眼吴菲菲的电脑屏幕,浏览器上的页面是漂亮国签证中心,最上面标注着“issued(已签发)”,下面则是申请人的aa码,护照签发时间,以及一段英文备注:“你的签证已经通过,如果10个工作日内未收到签证,请联系……”

      “蛮快的嘛。”许秋随口回应了一句,然后和韩嘉莹也去查了一下,发现他们签证状态同样显示是“issued”,于是说道:“我们的签证也通过了。”

      “你们运气都挺好的呀,没有一个被审核,“就是不知道申请下来签证有效期限是多久……”田晴解释道:“像漂亮国旅游签证的有效期一共有几种档次,分别是3个月、1年、3年、5年、10年还有永久性有效,我之前办的旅游签证的有效年限是5年,相对来说算比较长的了。”

      “对了,你们收到护照后,记得还要去euvs网站上更新一下你们的资料,这个必须要在你们前往漂亮国之前进行更新,不更新的话之后的入境就会受到影响。”田晴顿了顿,又补充道:

      “噢,还有这个网站是免费的,有时候直接千度的话,会搜索出来一个假的官网,然后会收取几十刀的手续费,记得不要被千度给坑了。”

      吴菲菲笑着回应道:“没想到千度的业务拓宽的这么广泛啊,之前是接卖鞋的广告,接医院的广告,现在都成功和国际对接上了。”

      ……

      吃过中饭,许秋只身前往江弯校区,他这周的工作计划是合成出y系列受体材料,同时在实验的间隙完成《焦耳》文章的撰写。

      韩嘉莹和邬胜男全部都留在了邯丹校区,学妹这周要制备基于ptq1的电池器件,同时还要进行其他表征测试;博后学姐这周要和魏兴思实时沟通基金项目撰写的事情。

      另外的两个本科生,殷后浪和徐心洁见状,都留在了邯丹校区。

      其实,许秋并不介意亲自带一带两位新人,可新来的几个本科生在对待他的态度上都有些特殊……

      怎么形容呢?大概是尊敬而又疏离,有点类似于他刚进组的时候看待魏兴思的感觉。

      在不知不觉中,许秋学生的身份在悄然的褪去,逐渐向一个研究团队的领导者进行转变。

      下午一点多,许秋到达江弯校区,首先来到先材四楼的学生办公室休整。

      今天这边的大办公室居然有人搬了进来,三男一女,看起来是同一个课题组的。

      许秋推测可能是其他课题组在江弯的实验室,已经装修的差不多了,打算响应学校的号召往江弯进行搬迁了。

      不过这四个人,许秋一个都不认识,因此也没有和他们打招呼,直接拿出钥匙开门,进入里间的小办公室中。

      扫视了一圈办公室,看到韩嘉莹的桌位后,许秋果断选择“鸠占鹊巢”,占领了学妹的位置。

      因为学妹的这个椅子上有一个软垫,坐起来比较舒服,而且周边装饰的也非常好,可以令人心情愉悦,获得一个工作效率10%的buff。

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      坐在椅子上,许秋打开笔记本电脑,开始规划实验方案,隐隐约约似乎还能闻到学妹留下来的味道,也不知道是不是错觉。

      y系列的受体材料,许秋在设计之初其实也是有“简化受体材料的合成步骤,降低受体材料成本”方面的考量。

      比如y5材料的合成,就是因为y4用到的是合成难度比较高的icin-2f端基,所以才用icin-2cl端基取而代之。

      本来许秋没指望y5的性能有多好,结果歪打正着,y5的性能反而比y4还要好,最高器件效率更是达到了148%。

      这段时间,许秋还参照前期itic体系的经验,对y5进行进一步的“优化”。

      利用模拟实验室,许秋设计、合成了y6-y11,一共6种受体材料。

      可惜的是,这些材料的器件性能并没有取得进一步的突破,仍然停留在12-14%效率的级别。

      具体来说,y6是相对于y3进行的调控,将y3端基的icin改为icin-m,算是和y4、y5属于同个系列的材料,器件效率虽然略差于y4,但也达到了14%。

      之后的y7-y11都是相对于y5进行的“改进”。

      其中,y7是将y5中与nt单元相连接的噻吩并噻吩tt,替换为噻吩并噻吩并噻吩ttt,用来拓宽中央单元的共轭长度,最高效率12%。

      y8、y9是把y5分子中nt单元氮原子上的侧链进行修饰,y5用的是2-乙基己基,y8用的是同样碳原子数量的直链烷基——正己基,而y9用的是碳原子数量增加了4个的2-丁基癸基。y8、y9的效率均在13%,没有超过y5。

      y10、y11是把y5分子中nt单元与tt单元连接处n原子上的侧链进行修饰,y5用的同样是2-乙基己基,y10、y11分别是正己基和2-丁基癸基,y10、y11的效率均在14%,同样没有超过y5。

      这些实验结果表明,一方面y系列材料的“底子”比较好,效率的平均水平都是在12%-14%,而之前itic系列的平均水平在10%-12%,再早一些的pdi系列,在6%-8%。

      分子结构很大程度上决定了一种材料的性能上限。

      另一方面,也说明y5这种材料已经优化的较为完善。

      如果想要进一步提升,就不能“小打小闹',而是需要对中央单元进行较大幅度的调整,比如将nt单元更换成其他单元。

      许秋将脑海中产生了一系列想法,交由模拟实验室代为摸索。

      他现在的当务之急,是先把初代的y系列材料在现实中合成出来。

      许秋的目标材料是y3、y4、y5和y6,这些材料的中央单元都是同一种,只有端基不同,可以“一锅端”,极大的节省时间。

      至于y1、y2,暂时被他放弃了。

      理论上也可以把它们合成出来,水两篇一区文章,但没那个必要。

      甚至对于y3-y6这四种材料,许秋也不打算水太多的文章,因为现在他的目标只有一个,那就是cns主刊。

      假如每次优化一点点,就发表一篇文章的话,固然文章数量会多一些,或许能有五六篇am、jacs、ees这种级别的文章,但可能会错失登顶cns主刊的机会。

      这不仅仅是为了系统任务,也是为了自己的科研生涯之路。

      一篇《自然》的含金量,可比十篇am都要高。

      基本上有了一篇《自然》,在国内升到“杰青”的位置,就是时间的问题。

      因此,许秋的打算是先憋一波大招,然后直接打出王炸,一次性把效率提到非常高。

      比如达到有机光伏领域一个公认的门槛15%,甚至突破这个门槛,达到16%以上。

      在这种情况下,冲击一篇cns还是很有机会的。

      可以想象一下,现在有机光伏的同行们还在为效率突破13%而努力(效率破13%的《自然·能源》还没发表),如果没过多久一篇文章直接把效率做到了15、16%,那将有多么的震撼。

      具体的合成方案规划,因为y3-y6材料端基a单元是之前itic体系用到的icin衍生物,所以不需要重新合成,主要考虑的是中央d单元的合成。

      其实,从严格意义上来讲,y系列受体的分子结构,已经不是itic体系时ada结构。

      中央nt单元的性质接近于a单元,而nt两边的tt单元接近于d单元,再加上端基a单元,因此y系列受体其实是一种类似adada结构的分子。

      许秋推测,y系列受体的这种adada分子结构,可能是导致其性能超越itic系列材料的一大原因。

      当然,寻找性能提升的原因是之后的事情,现在还是要致力于材料的合成。

      y3-y6的合成均需要六步反,其中前五步的合成步骤是完全一样的,因此可以只投一锅反应。

      第一步,双溴取代的,氮原子上带有乙基己基侧链的苯并三唑(nt)单元,通过硝基化反应,在苯环剩余的两个反应位点上连接两个硝基,得到得到双溴、双硝基取代的nt单元。

      第二步,将双溴、双硝基取代的nt和单三甲基锡取代的tt单元反应,得到tt-nt-tt的结构,其中nt上连接有两个硝基。

      第三步,将tt-nt-tt分子中的硝基还原,并与相邻的tt单元成环,形成环状的仲胺(氨分子上的两个氢原子均烃基取代而生成的化合物),得到连续的稠环结构,共轭长度为7,即七个五元、六元环以稠环形式连接。此时,产物中存在位于tt-nt之间的仲胺,上面还有一个残留的氢原子,这是一个反应位点。

      第四步,将第三步的反应物和溴代烷烃反应,用烷基取代仲胺上的氢原子,形成叔胺,实现在n原子上引入侧链的目的,得到最终的中央dad单元。

      第五步,中央dad单元的醛基化反应,在中央dad单元的两端连接两个醛基。

      第六步,经过醛基化的dad单元与单元进行反应,得到y3-y6系列受体材料。

      做好实验前准备工作后,许秋进入先材五楼的化学实验室,穿戴好防护装置,开始实验。

      第一步反应,是在nt单元上面进行硝基化反应。

      原料是双溴取代的nt单元,硝酸以及三氟甲磺酸。

      其中,三氟甲磺酸是新试剂。

      它又称三氟甲烷磺酸,易溶于水,低毒,用途广泛,是最强的有机酸之一,具有强腐蚀性、吸湿性,广泛用于医药、化工等行业。

      从分子结构来讲,三氟甲磺酸就是硫酸分子中的一个氢原子被三氟甲基取代的产物,酸性比100%浓度的硫酸还要强。

      在很多场合三氟甲磺酸可以替代传统的硫酸,盐酸等传统无机酸,起到优化改进工艺的作用。

      考虑到nt单元比较便宜,而且这次最后要合成四种材料,对原料的需求比较多,再加上y系列材料的光电性能,是已经经过模拟实验室验证过的,许秋也在模拟实验室中预演过相关的合成实验,因此他果断进行大批量合成。

      首先,从烘箱中取出一只洗净烘干的两口烧瓶。

      然后,称取反应物nt单体,10克,装入反应瓶。

      接着,吸取浓硝酸,35毫升,加入反应瓶。

      最后,吸取三氟甲磺酸,5毫升,加入反应瓶。

      在用一次性滴管添加三氟甲磺酸的时候,许秋发现这玩意也会像发烟硫酸、发烟硝酸一样在空气中发烟,大概是因为它继承了硫酸的吸水性的缘故。

      这步硝基化反应的难度并不大,因为对于双溴取代的nt单元,这种反应位点比较少的材料来说,可能发生的副反应比较少。

      但如果反应位点比较多的话,硝基化反应就有些难度了。

      比如许秋之前在做3d-pdi的时候,有一次做硝基化反应,结果直接合成出来若干种产物,且完全无法分离提纯,实验直接失败。

      晚上,许秋处理好产物,用过柱子的方法进行提纯,这一步的产率很高,达到了93%。

      不过,由于时间的关系,没办法继续进行第二步的反应。

      主要是江弯这边没有床铺可以休息,因此必须赶在末班校车前结束实验,不然就只能打车或者骑着单车回邯丹校区了。

      邯丹校区和江弯校区并不远,骑单车的话,据孙沃说半个小时就能到,不过许秋并没有尝试过,他暂时也不想尝试。

      而孙沃之所以知道,是因为他入学后没有申请学生宿舍,依然保持着之前暑假时候每天骑车回家的习惯,对骑行这方面比较了解。

      也不知道孙沃是单纯为了省每年一两千的住宿费,还是为了锻炼身体,或者有其他什么原因。

      周二,许秋再次前往江弯校区。

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