基于同步辐射掠入射X射线散射的聚合物杂化金纳米粒子溶液成膜过程研究
批准号:
11905306
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
30.0 万元
负责人:
张鹏
依托单位:
学科分类:
A30.核技术及其应用
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
--
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中文摘要
本项目利用同步辐射光源先进表征技术研究新型杂化材料的溶剂挥发成膜过程,原位追踪杂化材料表界面结构及其动态演变路径,揭示微观结构和宏观性质的关联本质,为开发柔性电子新材料、改善器件性能提供理论依据。本项目将合成尺寸、形状及表面化学性质等方面精确控制的水基聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)金纳米粒子(PEDOT:PSS@AuNPs)杂化材料。以此为研究对象,将溶剂挥发成膜,同步辐射(掠入射)小角X射线散射结构表征与薄膜电阻在线测试相结合,原位在线研究PEDOT:PSS@AuNPs杂化材料溶液成膜过程中的微结构演变及导电通路形成过程。与其它谱学和电子显微镜学研究相结合,我们将阐明PEDOT:PSS@AuNPs杂化材料微观结构演变与宏观导电性能关联的本质。为水基无需后处理电子油墨等新型材料的开发提供理论基础。
英文摘要
In-depth studies of the surface/interface and their structural formation process of hybrid materials will help to decipher the relationship of microstructure and macroscopic property and to guide the design of new materials for improved device performance. In this project, we plan to synthesize a poly(3,4-ethylenedioxythiophene):polystyrene sulfonate and gold nanoparticle (PEDOT:PSS@AuNPs) hybrid material that has well-controlled size, shape and surface properties, and it can be dispersed in water. Synchrotron light based (grazing-incidence) small angle X-ray scattering will be combined with the resistance measurement for an in situ and in operando studies of the structure and conductive network formation during the solvent evaporation. These in situ and in operando studies together with the other complementary spectroscopy and electron microscopy results will help us to decipher the relationship of structural formation and conductivity of the PEDOT:PSS@AuNPs hybrid material. All these fundamental information could benefit the preparation of, for example, a water-based, sintering-free electronic ink with PEDOT:PSS@AuNPs.
本项目基于同步辐射X射线先进结构表征技术对导电高分子材料的构效关系进行原位研究。本项目以水基聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)金纳米粒子(PEDOT:PSS@AuNPs)等杂化材料为研究对象,利用同步辐射小角X射线散射技术(SAXS/WAXS)原位研究了杂化材料的表界面结构及其在外场环境(温度、浓度等)下的溶液自组装行为。结合小角中子散射(SANS)和衬度匹配技术,首次证实了PEDOT:PSS杂化材料从分子尺度到介观组装体的四级结构。在此基础上,利用自己搭建的原位成膜装置,基于同步辐射掠入射X射线散射(GISAXS/GIWAXS)技术原位研究了溶液在溶剂挥发过程中的结构演变行为,并成功揭示聚合物薄膜中导电通路的形成过程。本项目的工作为导电高分子杂化材料的设计、加工及性能调控提供了理论指导,为应用于柔性电子的无需后处理电子墨水材料的开发提供了新思路。项目在包括npj flexible electronics, Chemistry of materials, Langmuir等期刊上发表SCI论文5篇,获授权发明专利3项;项目成果在GISAXS 2022 (德国,汉堡),2021年全国晶体学年会(小角分会),第八届全国中子散射会议暨国家中子源多学科应用研讨会等国内外学术会议上做了邀请或口头汇报。资助硕士生2名。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Effects of Cationic Species in Salts on the Electrical Conductivity of Doped PEDOT:PSS Films
盐中阳离子种类对掺杂 PEDOT:PSS 薄膜电导率的影响
DOI:10.1021/acsapm.0c01084
发表时间:2021-01-08
期刊:ACS APPLIED POLYMER MATERIALS
影响因子:5
作者:Li, Xin;Liu, Zhen;Zhang, Peng
通讯作者:Zhang, Peng
DOI:10.1016/j.polymer.2022.125415
发表时间:2022-10-21
期刊:POLYMER
影响因子:4.6
作者:Liu, Zhen;Li, Xin;Zhang, Peng
通讯作者:Zhang, Peng
Surface Etching of Polymeric Semiconductor Films Improves Environmental Stability of Transistors
聚合物半导体薄膜的表面蚀刻提高了晶体管的环境稳定性
DOI:10.1021/acs.chemmater.1c00628
发表时间:2021-03
期刊:Chemistry of Materials
影响因子:8.6
作者:Chenyang Zhai;Xiaohui Yang;Songyu Han;Guanghao Lu;Peng Wei;Andrei Chumakov;Elisabeth Erbes;Qing Chen;Simone Techert;Stephan V. Roth;Peng Zhang;Laju Bu
通讯作者:Laju Bu
Gold Nanoprobes Exploring the Ice Structure in the Aqueous Dispersion of Poly(Ethylene Glycol)−Gold Hybrid Nanoparticles
金纳米探针探索聚乙二醇水分散体中的冰结构-金混合纳米粒子
DOI:10.1021/acs.langmuir.1c02783
发表时间:2022
期刊:Langmuir
影响因子:3.9
作者:Peng Zhang;Ruike Zou;Shuwang Wu;Lars-Arne Meyer;Jianjun Wang;Tobias Kraus
通讯作者:Tobias Kraus
Deciphering the superior thermoelectric property of post-treatment-free PEDOT:PSS/IL hybrid by X-ray and neutron scattering characterization
通过 X 射线和中子散射表征解读免后处理 PEDOT:PSS/IL 混合物的卓越热电性能
DOI:10.1038/s41528-022-00138-y
发表时间:2022-01-27
期刊:NPJ FLEXIBLE ELECTRONICS
影响因子:14.6
作者:Li, Xin;Zou, Ruike;Zhang, Peng
通讯作者:Zhang, Peng
基于基因组数据自动化分析为后生动物类群大规模开发扩增子捕获探针的实现
- 批准号:32370477
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50万元
- 批准年份:2023
- 负责人:张鹏
- 依托单位:
同步辐射X射线散射和吸收谱联用原位研究PEDOT纳米杂化材料的控制合成机制
- 批准号:U2032101
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2020
- 负责人:张鹏
- 依托单位:
基于多基因分析的脊椎动物通用环境DNA metabarcoding检测技术的开发与应用
- 批准号:--
- 项目类别:--
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2020
- 负责人:张鹏
- 依托单位:
新的简化基因组捕获技术的开发及其在湍蛙属物种系统关系解析上的应用
- 批准号:31872205
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:张鹏
- 依托单位:
无尾目两栖动物科级主干生命树的构建与生物地理学研究
- 批准号:31672266
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:65.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:张鹏
- 依托单位:
基于社会网络分析技术对猕猴社会结构的量化研究
- 批准号:31470456
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:86.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:张鹏
- 依托单位:
基于多核基因标记的有尾目两栖动物系统发育基因组学研究
- 批准号:31372172
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:83.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:张鹏
- 依托单位:
海南猕猴群内冲突、和解及其社会稳定机制的研究
- 批准号:31270442
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:85.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:张鹏
- 依托单位:
眼镜蛇与版纳鱼螈Hox基因簇的解析与进化基因组学分析
- 批准号:31172075
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:63.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:张鹏
- 依托单位:
秦岭川金丝猴重层社会系统的研究
- 批准号:31000175
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:24.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:张鹏
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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