表面等离子增强荧光光谱分子水平表征共轭聚合物聚集态结构的形成

Design and fine-tuning of the aggregation structures in conjugated polymers is currently one of the hottest and most difficult topics in the field of polymers. In this project, surface plasmon-enhanced fluorescence spectroscopy (SPFS) will be used to study the molecular chain motion of conjugated polymers at the molecular level to investigate the formation of the aggregation structure. The mechanism of the production of SPFS during the molecular chain motion in polymers will be investigated. A new real-time tracking, highly sensitive, simple and fast spectroscopic method for studying the molecular chain motion in conjugated polymers will be established. Compared to traditional characterization methods, this method is expected to provide more microstructure information at a deeper level. The kinetic parameters of molecular chain motion will be determined to build the thermodynamics models of the aggregation structure of polymers. The effects of different molecular structures and external conditions on molecular chain motion will be investigated, and the formation mechanism of the aggregation structure in conjugated polymers will be revealed. This will provide theoretical guidance on the precise control of aggregation structure in polymers at molecular levels, and therefore on the development of new conjugated polymers and fabrication of high performance devices.

聚集态结构的设计与调控是目前共轭聚合物应用研究领域的热点和难点之一。针对现有研究方法难以从分子水平表征聚合物聚集态结构形成过程的缺点，本项目拟通过表面等离激元增强荧光光谱（SPFS）实时原位检测聚合物分子链运动过程，从分子链运动的角度揭示共轭聚合物聚集态结构的形成机理及影响因素。通过系统研究共轭高聚物分子链运动过程中SPFS的产生机理，建立一种高灵敏度、实时原位检测共轭聚合物分子链运动过程的新方法，提供现有测试方法难以实现的更深层次、定量描述聚合物聚集态微观结构的新信息。通过监测共轭聚合物分子链运动过程中SPFS特征参量并进行时间序列分析，测定共轭聚合物分子链运动的动力学参量，探讨不同分子链结构和外界条件对聚合物分子链运动的影响,揭示聚集态结构的形成机理及影响因素，为从分子水平实现对聚合物聚集态结构的精确调控提供理论依据，对共轭聚合物新材料的开发、高性能器件的制备具有重要的理论和应用价值。

聚集态结构的设计与调控是目前共轭聚合物应用研究领域的热点和难点之一。针对现有研究方法难以从分子水平表征聚合物聚集态结构形成过程的缺点，本项目通过自下而上的组装方法，制备了一系列共轭聚合物/贵金属纳米粒子杂化结构，通过表面等离子增强荧光光谱（SPFS）实时原位检测共轭聚合物分子链运动过程，揭示共轭聚合物聚集态结构的形成机理及影响因素，同时，探讨不同分子链结构和外界条件对聚合物分子链运动的影响，探明发光聚合物与表面等离子激元近场耦合作用，提高其在光子-等离子波导、单光子光源以及纳米尺度的荧光传感器等领域的应用，而且，通过SPFS研究银纳米线表面等离激元对不同结构的倒置聚合物本体异质结太阳能电池的影响，证实了等离激元倒置结构聚合物太阳能电池有着传统结构不可比拟的光电转换性能和稳定性，这对聚合物对共轭聚合物新材料的开发、高性能器件的制备具有重要的理论和应用价值。