新型共轭铁电聚合物的设计制备与性能
批准号:
52073128
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
徐景坤
依托单位:
学科分类:
光电磁功能有机高分子材料
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
徐景坤
中文摘要
铁电聚合物作为一类重要的功能材料在电子技术领域潜力巨大。当前种类单一(以聚偏氟乙烯及其共聚物为主)的现状限制了其发展,探索新型铁电聚合物具有重要的理论和现实意义。共轭聚合物结构丰富、聚合度和骨架刚性可调、局域有序性可控以及高通量设计合成的物理化学特性有望为新型铁电材料的开发提供全新的设计思路。本申请项目拟以分子工程和聚集态结构调控为主要策略,开展基于功能基元序构的新型共轭聚合物铁电材料的探索。系统研究功能基团、分子链结构、聚集态立体构型等调控对共轭聚合物电极化行为的影响;着重研究共轭聚合物在外电场作用下的偶极排列方式、电畴运动、铁电相变温度以及局域晶体对称性转变规律。希望通过创新材料设计思路并结合机制方面的深入研究,探明共轭聚合物能否产生铁电效应及其机理,重点建立新型共轭铁电聚合物合成的通用方法学,力争在共轭聚合物的铁电新功能构筑方面取得突破。
英文摘要
Ferroelectric polymer as an important functional material has great potential in the field of electronic technology. At present, the single species (mainly focus on polyvinylidene fluoride (PVDF) and its copolymers) limit its development, therefore, it is of great theoretical and practical significance to explore new ferroelectric polymers. The features of conjugated polymers, such as abundant structure, adjustable degree of polymerization and skeleton rigidity, controlled local order and high-throughput design and synthesis, are expected to provide a new design idea for the development of new ferroelectric materials. This project intends to carry out the exploration of new conjugated polymer ferroelectric materials based on the strategy of order structure with functional units. The effects of functional groups, molecular chain structures and stereoscopic configurations on the polarization behavior of conjugated polymers were systematically studied. The dipole arrangement, domain motion, ferroelectric phase transition temperature and symmetry transformation of local crystals of conjugated polymers under external electric field were investigated. It is hoped that the mechanism of the ferroelectric effect of conjugated polymers can be explored through innovative material design and in-depth research on the mechanism. We also hoped that a new general method for the synthesis of conjugated ferroelectric polymers can be established to achieve a breakthrough in the construction of new ferroelectric functions of conjugated polymers.
聚合物铁电材料具有重量轻、柔韧性好、韧性高等特点,在柔性电子器件应用方面具有优势,然而当前种类比较单一,以聚偏氟乙烯及其共聚物为主,探索开发新型铁电聚合物具有重要的科学意义。稠环芳香化合物具有丰富的单体结构,对其分子结构进行调控,进而优化其聚集态微结构,有望实现铁电新功能的构筑。本项目申请目的是以分子结构设计选择和聚集态结构调控为主要策略,通过各种不同的聚合方法来实现共轭聚合物聚集态结构的调控,研究功能基团、分子链结构等调控对共轭聚合物电极化行为的影响,力争在共轭聚合物的铁电新功能构筑方面取得突破。.在项目研究过程中,设计合成了含氟以及包括羟基、胺基、羧酸根修饰的10余种共轭聚合物单体,并系统优化了其合成条件;采用不同的聚合方法制备PEDOT、聚苯胺、聚吡咯、聚呋喃、聚冠醚类共轭聚合物,系统探究了氧化剂种类和聚合方式对共轭聚合物聚集态结构的影响规律;尤其是发现了电化学沉积法制备的3种冠醚类共轭聚合物薄膜具有显著的铁电特性;制备了一系列不同结构的有机/无机复合材料,独特的界面作用如强界面键合作用、能量过滤效应显著提升了复合材料的铁电、介电特性,在改善复合材料的能源转换和存储性能方面也展现出了独特的优势。在基金资助下共计发表SCI论文22篇,申请授权发明专利3项,参加学术会议6次,获省自然科学奖二等奖1项,本项目的研究成果将为共轭聚合物基铁电新材料的探索开发提供研究基础和理论指导。
PEDOT:PSS基可拉伸热电转换器件的一体化直接3D打印技术
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批准号:52373184
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项目类别:面上项目
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资助金额:50.00万元
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批准年份:2023
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负责人:徐景坤
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依托单位:
本征自修复导电PEDOTs复合材料的制备及电学性能
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批准号:51863009
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:39.0万元
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批准年份:2018
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负责人:徐景坤
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依托单位:
新型(Mo, W)(S, Se, Te)2/石墨烯二维复合热电材料的制备及其性能
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批准号:51572117
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项目类别:面上项目
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资助金额:64.0万元
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批准年份:2015
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负责人:徐景坤
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依托单位:
高性能导电聚噻吩衍生物热电材料的制备及性能
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批准号:51463008
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:50.0万元
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批准年份:2014
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负责人:徐景坤
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依托单位:
聚丙烯酸接枝导电聚合物的分子设计合成性能及应用
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批准号:51073074
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项目类别:面上项目
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资助金额:39.0万元
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批准年份:2010
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负责人:徐景坤
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依托单位:
新型导电高分子热电材料的分子设计合成及性能
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批准号:50963002
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:29.0万元
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批准年份:2009
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负责人:徐景坤
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依托单位:
新型导电聚(3,4-二氧乙基噻吩)基复合材料的研究
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批准号:50663001
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:28.0万元
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批准年份:2006
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负责人:徐景坤
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依托单位:
国内基金
海外基金