具有枝状结构的新型二阶非线性光学高分子材料的研究

二阶非线性光学高分子材料是实现以光子为信息载体之一的光电子技术所必需的一类重要材料，在远程通讯、数据存储、相位共轭等方面具有巨大的应用前景。这类材料的研究涉及化学、物理、材料、机械、信息等多个学科领域，处于材料科学研究领域的前沿。而如何有效地将小分子高的β值转化为高分子材料大的宏观二阶非线性光学性能是目前二阶非线性光学高分子材料性能优化的一个挑战性难题，直接限制了其商品化进程。本课题拟在多年工作基础上，特别是在最近我们自己提出的"合适间隔基团"概念指导下，深入、系统地设计并可控合成新型具有枝状结构的二阶非线性光学高分子材料，鉴定其结构，测试二阶非线性光学性能及相关性质，总结高分子材料结构与性能之间的构性关系，评价其应用前景，进一步丰富和发展二阶非线性光学领域的新材料、新理论及新用途，并积极探讨具优异性能新材料的产业化途径。

在2011-2014年的四年中，本项目的研究进展比较顺利，成功获得了多个系列的新型二阶非线性光学高分子，它们均体现出较高的宏观二阶非线性光学性能，最高效应达到257 pm/V(d33)。这些工作具有一定的原始创新性，其中，提出了“间隔生色团”的概念，利用一种生色团作为另外一种生色团的间隔基团，以削弱生色团之间强的静电相互作用，提高高分子的宏观二阶非线性光学性能；提出“树枝状超支化高分子”的新概念，并以此理念设计了一系列高分子。这些工作总结在标注了本基金项目号的50篇SCI论文中，其中，影响因子大于5的论文有24篇，我们还受邀为Chemical Society Review杂志撰写了一篇综述。在此项目运行期间，共毕业博士生6名，硕士生8名；受邀在各种学术会议上做邀请报告12次，在各大学、研究所做报告6次，包括IUPAC Macro2012会议和The 15th Asian Chemical Congress的邀请报告。通过本项目的研究，初步获得具有枝状二阶非线性光学高分子结构与性能之间的构性关系，可以为设计更好的二阶非线性光学材料提供一定的指导。