由于现代社会对化石燃料的过度使用，导致全球能源供应日益紧缺，环境问题不断恶化。因此，发展清洁的可再生能源成为当今国际能源研究的热点。众所周知，氢气是一种零污染的绿色能源，同时具有燃烧效率高、可再生等优点。以取之不竭的太阳能为能量供体，通过半导体光催化技术产生氢能获取氢气的有效手段，技术简单、成本低，具有广阔的发展前景。 近年来，共轭聚合物（conjugated polymer nanomaterials, CPNMs）凭借其光电性质易调控、合成方法简单、稳定性好等特点，成为太阳能水分解领域的热点材料。特别是，纳米尺…
有机半导体是具有重大科学意义和广阔应用前景的研究领域。它在电子信息材料领域扮演了继往开来的重要角色—既继承了传统硅基半导体的载流子传输优势，又克服了无机半导体固有的高成本、高能耗且易碎等缺点，并且赋予了半导体材料质轻、柔性等新的特性。无论是2013年LG史无前例的高色域、4K清晰度OLED曲面屏电视的发布，还是2019年华为首部5G可折叠超薄智能手机的惊艳亮相，种种“黑科技”的背后都包括有机半导体技术的支撑。目前，物联网、柔性传感器、电子纸、柔性显示驱动以及智能芯片的开发离不开有机半导体领域场效应晶体管的发展。有机…
相比于以硅等无机半导体材料为基础的微电子产业，基于全新概念的自旋电子学（spintronics）在高密度信息存储等领域显示了非常大的发展与应用潜力。更为重要的是，基于自旋电子学的器件也是目前微电子器件进入纳米尺度的重要方案之一。由于有机/聚合物材料的特殊性，其易合成，能够实现低成本、大面积制备，更为关键的是其自旋-轨道耦合作用及超精细相互作用较弱，因此有机自旋电子学已经逐渐成为了国际上的研究热点。相比于小分子，聚合物分子具有强的剪切粘度，便于通过溶液旋涂、定向生长等方法制备出高质量连续的聚合物薄膜，且该类材料器件制…
生物光伏（BPV）作为一种新兴技术，它将光合蛋白、类囊体、光合细菌等光合有机体修饰到电极上，利用光合作用产生电子将光能转化为电能。在光合作用中，电荷分离以及电子传递链中电荷的迁移均具有超高的效率，因此生物光伏能量转换效率主要依赖于光合有机体的光能利用率和与电极间的界面电荷转移速率两个方面。传统的思路多集中于改善光合有机体与电极表面的界面接触性能，然而未有相关报道同时优化光能利用率和电荷转移速率两方面的性能。因此，开发新型简单的策略同时优化电极两方面性能有望进一步生物光伏性能。 近期，中国科学院化学研究所王树研究团队…
光治疗是一种新型的肿瘤选择性治疗方法，具有毒副作用小、无耐药性、非侵入性等特点，近年来受到广泛关注。但常见的光敏剂存在吸收波长短、治疗深度有限、肿瘤靶向性差、抑瘤作用不足等缺点，极大地限制了光敏剂的临床应用范围。现有的光转换调控策略如重原子效应、光诱导电子转移等，虽能提高光敏剂的单线态氧量子产率及其光治疗活性，但其设计和合成过程相对繁琐。探索更为简便的光物理调控策略，合成更为高效的抗肿瘤光敏剂，是该领域亟待解决的关键问题。 近期，苏州大学陈华兵、郭正清、何慧研究团队受前期有关共轭聚合物光敏剂研究（Adv Mater…
共轭有机半导体材料在有机光电等领域具有广泛的应用前景，设计并合成高性能的共轭有机半导体材料非常重要。为了实现有机光电材料较高的电荷传导性，共轭聚合物一般要求具有高共平面性的分子结构。主要原因在于共平面的分子结构有利于电荷的离域和分子间的π-π堆积，从而有利于电荷的跃迁。对于聚合物体系，调节其分子共平面性的关键在于限制其主链结构中的单键的自由旋转以获得高共平面的分子构象。常用的限制分子中单键自由旋转的方法主要有两种：一是通过形成稠环化合物的方法来限制分子中单键的自由旋转以提高分子的共平面性。该方法的主要缺点在于合成稠…
在众多的生物应用领域中，共轭聚合物是一种极具吸引力的材料。这是由于它具备良好的柔韧性，高生物兼容性，高性价比，可溶性加工以及电子/离子同时导电等一系列优异的特性。而其中最让人们感兴趣的是共轭聚合物通过离子泵在药物控制释放领域的应用，对比于靠其它外部信号（如光、pH、温度）或多信号同时触发的药物可控释放器件，靠电压控制的器件在更多的应用领域，尤其是植入式器件中，由于其更好的可控精度而有明显优势。但是离子泵器件操作的局限在于较高的工作电压，较长的传输通道和复杂的光刻工艺，并且其释放效率很低。基于此，一种新型的电压控制分…
具有高选择性和灵敏度的癌细胞靶向探针在肿瘤检测和治疗中起到至关重要的作用。荧光示踪技术作为一种安全、高效、具有高分辨率的手段已经成为不可或缺的成像平台。与荧光分子相比，荧光纳米颗粒表面所具有的靶向分子大大地提高了癌细胞和普通细胞之间的选择性。但是，基于现有手段合成的纳米颗粒尺寸一般偏大，这也带来了其不可避免的非特异性细胞内吞，大大地降低了纳米颗粒在细胞靶向中的特异性和灵敏度。科学实验表明，当纳米颗粒的尺寸控制在10 nm以下，纳米颗粒的非特异性内吞通道将被大大地限制，从而提高荧光纳米颗粒的特异性。但是，合成非常小的…
有机给-受体共轭聚合物由于具有可溶液加工、柔性以及优异的半导体性能,近年来受到广泛关注。其中，载流子迁移率是表征有机共轭聚合物半导体性能的重要指标。通常认为：烷基侧链仅仅可以改善有机共轭聚合物的溶解性。但是，近年来的研究表明：烷基侧链可以影响共轭主链的排列和薄膜的形貌，进而可影响有机共轭聚合物的半导体性能。 中国科学院化学研究所张德清研究员课题组提出“官能化侧链”的设计策略，向侧链中引入不同的官能团，以增强共轭主链的相互作用和排列，进而提高共轭聚合物薄膜的载流子迁移率。最近，他们设计并合成了侧链含有亲水性功能侧链（…
聚合物太阳电池由于具有质轻，柔性，可低成本溶液加工大面积器件等优点受到了广泛的关注。聚合物太阳电池的界面调控对于其性能至关重要，水醇溶共轭聚合物作为一类高性能的界面材料在聚合物太阳电池中得到了广泛应用。研究发现水醇溶共轭聚合物中的极性侧链基团不仅使这一类材料在水或醇等极性溶剂中有很好的溶解性，从而可以有效地克服器件加工过程中的界面互溶，应用在多层光电器件中，而且还可以有效的提高聚合物太阳电池的短路电流、开路电压、填充因子以及最终的器件效率。而通过对水醇溶共轭聚合物的主链结构调控不但可以有效调节水醇溶共轭聚合物的能级…