共轭聚合物的分子链和超分子结构取向、形态与性质的纳米调控研究

共轭聚合物材料及其光电集成器件已经引起了从科学界到产业界的广泛兴趣。近年来尽管在理解其材料的化学结构和光电器件的基本物理过程方面取得了重大进步，但越来越清楚的是，在纳米尺度上调控共轭聚合物的聚集态结构、分子和超分子结构取向、表面和界面结构，对于提高光电功能器件的性能极其重要。本项目以纳米压印为主要技术手段，充分利用其纳米尺度的空间受限作用和微/纳米图案化功能，通过研究共轭聚合物在二维薄膜和一维纳米结构中的自组织过程，实现对共轭聚合物薄膜或一维纳米结构形成后的分子及超分子结构的取向和形态的控制，从而达到构筑取向高度有序的共轭聚合物材料和器件的目的，进一步提高和优化相关光电集成器件的性能。这不但对于进一步认识具有半刚性主链的聚合物体系的凝聚态结构极其转变具有重要的科学意义，也一步发展了构造高取向聚合物一维和二维纳米结构的有效策略，而且对高性能有机功能器件的制备具有重要意义。

由于高分子具有容易通过自组装形成各向异性聚集体的特点和长链状分子骨架的特性，其物理性质通常表现为各向异性。因此通过调控高分子薄膜的分子和片晶取向对于提高和优化以功能高分子为构建单元的器件的性能至关重要。在此项目中，我们选择了偏氟乙烯与三氟乙烯共聚物、聚噻吩和聚芴三种典型的分别具有柔性链和半刚性链的高分子，研究了它们在一维空间受限条件下的结构与形态演化规律。进而利用纳米压印过程所提供的二维空间受限条件，制备了高度取向有序的纳米结构阵列。而且分别从宏观尺度和微纳米尺度研究了它们的结构-性质关系。通过调控分子和片晶的取向，提高了以功能高分子作为构建单元的器件的物理性能，为制备性能优异的以功能高分子为构建单元的光电功能器件奠定了基础。并且，对高分子在空间受限环境中的结构与形态演化规律进一步加深了认识.