科技日报记者 朱虹 李丽云

6月19日，黑龙江年夜学化学化工与质料学院郎凯传授及牛水师传授所领导的研究团队，于《天然•化学》上发表研究论文，为新一代智能质料的成长提供了新的可能性。这也是黑龙江省属高校作为第一完成单元的结果初次登上该期刊。

共轭高份子由骨架中的不饱及单位组成，可以或许实现沿主链标的目的的π电子离域，从而付与其于饱及绝缘聚合物中所不具有的可调控半导体特征。颠末数十年的份子工程优化，这种质料的电子与光学机能已经被广泛运用在塑料电子学。然而，实现聚合物主链于宽带隙绝缘态与通例半导身形之间的可逆切换，仍是一个还没有解决的主要挑战。

该研究提出了一种新奇且具备普适性的计谋，可构建具有双稳态、并能于绝缘与半导体状况间动态可逆切换的聚合物架构。该计谋经由过程将易在获取的内酯官能化氧杂蒽布局与传统π共轭单位共聚合，构建具有刺激相应能力的共轭高份子系统。于酸或者电刺激下，聚合物主链中的线性共轭可以慢慢或者协同方式被引发，从而实现对于高份子主链π轨道堆叠水平的体系调控。鉴在共轭高份子于电子与光学器件中的广泛运用，这一可逆共轭调控计谋为新一代智能质料的成长提供了新的可能性。

研究团队经由过程将易在得到的内酯官能化氧杂蒽单位与传统π共轭布局共聚，乐成构建了可以或许经由过程可逆份子重构于宽带隙绝缘态与通例半导身形之间动态切换的高份子系统。于酸刺激作用下，这些聚合物内部的线性共轭可以或许以可逆方式被激活，可经由过程慢慢或者协同两种机制实现。同时，借助引入具备差别电子性子的芬芳基团，可进一步邃密调控π轨道堆叠，从而得到指望的带隙。

该计谋让修筑一系列于中性状况下近乎无色、而经激活后可出现富厚色采的聚合物质料成为可能。研究团队对于其类电致变色特征的研究注解，优化后的系统揭示出高光学对于比度及卓着的电致变色不变性。

密度泛函理论（DFT）计较进一步注解，调治引入布局单位的电子性子，于激活历程中对于节制聚合物主链扭曲水平起着要害作用，展现了这些聚合物于外部刺激下的动态举动。增补的机理试验则深切阐了然主链的从头构型历程，包括有用线性共轭水平、电荷漫衍以和螺环碳杂化状况的变化。

上述发明凸起显示了线性共轭于不变正电中间体中的要害作用。与传总共轭聚合物差别，这一原位天生的共轭系统于事情状况下出现闭壳层电子布局，由此注释了其对于含氧及湿润情况的优秀不变性。

（受访单元供图）