功能分子材料

第1章 緒論 / 1
1.1 材料的分類及特點(diǎn) 1
1.1.1 材料的分類 1
1.1.2 材料的特點(diǎn) 1
1.2 功能分子材料 2
1.2.1 功能分子材料的定義 2
1.2.2 功能分子材料的特點(diǎn) 2
1.2.3 功能分子材料的發(fā)展趨勢(shì) 3
1.3 展望 6
參考文獻(xiàn) 7

第2章 有機(jī)太陽能電池材料 / 8
2.1 概述 8
2.1.1 有機(jī)太陽能電池發(fā)展背景 8
2.1.2 有機(jī)太陽能電池發(fā)展歷史 9
2.1.3 本體異質(zhì)結(jié)有機(jī)太陽能電池 11
2.1.4 界面緩沖層及器件結(jié)構(gòu) 12
2.1.5 太陽能電池的器件參數(shù) 13
2.1.6 活性層材料的設(shè)計(jì)規(guī)則 14
2.2 有機(jī)太陽能電池活性層材料 15
2.2.1 聚合物給體材料 15
2.2.2 小分子給體材料 17
2.2.3 聚合物受體材料 23
2.2.4 小分子受體材料 26
2.3 染料敏化太陽能電池 30
2.3.1 染料敏化太陽能電池的發(fā)展 30
2.3.2 染料敏化太陽能電池的工作原理 31
2.3.3 染料敏化太陽能電池的研究進(jìn)展 31
2.3.4 染料敏化太陽能電池光陽極 33
2.3.5 染料敏化太陽能電池中的電解質(zhì) 33
2.4 有機(jī)無機(jī)雜化太陽能電池 34
2.4.1 有機(jī)無機(jī)雜化太陽能的概述 34
2.4.2 雜化電池的原理和結(jié)構(gòu) 34
2.4.3 雜化電池的發(fā)展史 36
2.4.4 給體材料的發(fā)展和選擇 36
2.4.5 無機(jī)半導(dǎo)體材料的選擇和發(fā)展 38
2.5 鈣鈦礦太陽能電池 41
2.5.1 鈣鈦礦太陽能電池的發(fā)展 41
2.5.2 鈣鈦礦薄膜的形貌調(diào)控 43
2.5.3 太陽能電池中鈣鈦礦光吸收層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 44
2.5.4 發(fā)展基于鈣鈦礦的光吸收層 45
2.5.5 帶隙調(diào)控 46
參考文獻(xiàn) 53

第3章 有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管材料 / 58
3.1 概述 58
3.1.1 有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件 58
3.1.2 有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管材料 61
3.2 小分子空穴傳輸材料 61
3.2.1 并苯類 61
3.2.2 聯(lián)苯和芴類 63
3.2.3 并噻吩類 64
3.2.4 含O或S原子的稠環(huán)類 66
3.2.5 低聚噻吩類 67
3.2.6 酞菁和卟啉類 70
3.2.7 氮雜并苯類 71
3.3 小分子電子傳輸材料 72
3.3.1 鹵素原子修飾類 73
3.3.2 強(qiáng)吸電子基團(tuán)修飾類 74
3.3.3 酰亞胺類 77
3.3.4 富勒烯類 79
3.4 聚合物空穴傳輸材料 80
3.4.1 聚噻吩類 80
3.4.2 聚并噻吩類 81
3.4.3 聚吡咯并吡咯二酮類 82
3.4.4 聚異靛藍(lán)類 83
3.5 聚合物電子傳輸材料 84
參考文獻(xiàn) 85

第4章 有機(jī)電致發(fā)光材料 / 88
4.1 概述 88
4.1.1 OLED器件結(jié)構(gòu) 88
4.1.2 OLED制備工藝 89
4.1.3 OLED性能指標(biāo) 89
4.1.4 OLED發(fā)光材料分類 90
4.2 藍(lán)光材料 91
4.2.1 小分子藍(lán)光材料 91
4.2.2 枝狀藍(lán)光材料 104
4.2.3 聚合物藍(lán)光材料 106
4.3 綠光材料 107
4.3.1 熒光型綠光材料 108
4.3.2 磷光型綠光材料 111
4.4 紅光材料 111
4.4.1 熒光型紅光材料 111
4.4.2 磷光型紅光材料 114
4.5 白光材料 115
4.5.1 小分子型白光材料 115
4.5.2 聚合物型白光材料 117
4.6 其他 119
4.6.1 熱活化延遲熒光 119
4.6.2 材料合成 119
4.6.3 材料理論計(jì)算 121
4.7 結(jié)語 121
參考文獻(xiàn) 123

第5章 非線性光學(xué)分子材料 / 126
5.1 非線性光學(xué)基礎(chǔ) 126
5.1.1 非線性光學(xué)簡(jiǎn)介 126
5.1.2 非線性光學(xué)基本概念 126
5.1.3 非線性光學(xué)原理 127
5.1.4 非線性光學(xué)發(fā)展進(jìn)程 128
5.2 非線性光學(xué)分類 129
5.2.1 按光學(xué)性能分類 129
5.2.2 按材料類型分類 129
5.3 應(yīng)用與展望 144
參考文獻(xiàn) 145

第6章 聚集誘導(dǎo)熒光材料 / 147
6.1 概述 147
6.2 基于AIE染料納米探針的設(shè)計(jì)方案 148
6.2.1 聚集誘導(dǎo)發(fā)光分子和兩親性高分子的自組裝 148
6.2.2 共價(jià)結(jié)合聚集誘導(dǎo)發(fā)光染料和高分子 149
6.2.3 乳液聚合 151
6.2.4 可逆加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合 152
6.2.5 開環(huán)易位聚合 154
6.2.6 開環(huán)反應(yīng) 155
6.2.7 溶膠-凝膠封裝法 157
6.3 生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用 158
6.3.1 生物成像 158
6.3.2 生物傳感器 162
6.3.3 診療 163
6.4 基于聚集誘導(dǎo)發(fā)光分子的傳感檢測(cè) 166
6.4.1 檢測(cè)帶電生物分子 167
6.4.2 核酸酶活性測(cè)定和抑制劑的篩選 169
6.4.3 選擇性ATP檢測(cè)和相關(guān)磷酸酶測(cè)定 171
6.4.4 乙酰膽堿酯酶活性測(cè)定和抑制劑的篩選 172
6.4.5 特定陰離子和金屬陽離子的選擇性測(cè)定 173
6.4.6 揮發(fā)性和爆炸性有機(jī)化合物的檢測(cè) 176
6.5 結(jié)論和展望 176
參考文獻(xiàn) 177

第7章 鐵電功能材料 / 180
7.1 鐵電材料的歷史 180
7.2 鐵電材料基礎(chǔ) 181
7.2.1 鐵電材料的表征 181
7.2.2 極化和鐵電疇 183
7.3 鐵電材料的分類及研究進(jìn)展 184
7.3.1 有機(jī)-無機(jī)雜化鐵電材料 184
7.3.2 有機(jī)鐵電材料 219
7.3.3 液晶鐵電材料 226
7.4 鐵電材料的發(fā)展前景 229
參考文獻(xiàn) 230

第8章 導(dǎo)電高分子材料 / 236
8.1 概述 236
8.2 本征型導(dǎo)電高分子材料 237
8.2.1 本征型導(dǎo)電高分子材料概述 237
8.2.2 本征型導(dǎo)電高分子材料的導(dǎo)電機(jī)理 238
8.2.3 本征型導(dǎo)電高分子的制備 239
8.2.4 離子型導(dǎo)電聚合物的制備 241
8.3 主要結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子 242
8.3.1 主要結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子的種類 242
8.3.2 本征型導(dǎo)電高分子材料的應(yīng)用 243
8.4 復(fù)合型導(dǎo)電分子材料 252
8.4.1 復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料的分類 252
8.4.2 復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料的導(dǎo)電理論 255
8.4.3 影響復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料導(dǎo)電性能的因素 257
8.4.4 復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料的應(yīng)用 257
參考文獻(xiàn) 263

第9章 梯形共軛聚合物類有機(jī)半導(dǎo)體 / 266
9.1 概述 266
9.2 典型的梯形共軛聚合物BBL和LPPP 267
9.2.1 聚苯并咪唑萘酰亞胺 267
9.2.2 梯形聚苯 268
9.3 聚并苯類梯形聚合物 269
9.4 梯形共軛聚合物的構(gòu)建方法 273
9.4.1 Suzuki反應(yīng)的構(gòu)建 273
9.4.2 Yamamoto反應(yīng)的構(gòu)建 275
9.4.3 Diels-Alder反應(yīng)的構(gòu)建 275
9.5 聚染料類梯形聚合物 276
9.5.1 聚苝酰亞胺類梯形聚合物 276
9.5.2 梯形共軛聚卟啉 281
參考文獻(xiàn) 283

第10章 分子基磁性材料 / 285
10.1 概述 286
10.2 磁性的分類 287
10.2.1 抗磁性 287
10.2.2 順磁性 288
10.2.3 Van Vleck方程和磁耦合 288
10.2.4 鐵磁性 291
10.2.5 反鐵磁性 292
10.2.6 亞鐵磁性 292
10.2.7 傾斜弱鐵磁性 293
10.2.8 介磁性 293
10.3 單分子磁體 294
10.3.1 過渡金屬單分子磁體 296
10.3.2 3d-4f單分子磁體 301
10.3.3 稀土金屬單分子磁體 304
10.3.4 單離子磁體 313
10.4 單鏈磁體 323
10.5 自旋玻璃 325
10.6 自旋交叉材料 325
10.7 高Tc材料 329
10.8 磁制冷材料 329
10.9 多功能磁性材料 333
10.9.1 手性磁體 333
10.9.2 導(dǎo)電磁體 335
10.9.3 光誘導(dǎo)磁體 339
10.9.4 多鐵材料 341
參考文獻(xiàn) 344

第11章 多孔有機(jī)功能材料 / 351
11.1 概述 351
11.2 金屬-有機(jī)框架材料 351
11.2.1 MOFs的特點(diǎn)及性質(zhì) 351
11.2.2 MOFs的構(gòu)筑策略及設(shè)計(jì)合成 353
11.2.3 MOFs材料的應(yīng)用 354
11.3 共價(jià)有機(jī)框架材料 358
11.3.1 COFs材料的特點(diǎn)及性質(zhì) 358
11.3.2 COFs的構(gòu)建策略與設(shè)計(jì)合成 362
11.3.3 COFs的應(yīng)用開發(fā) 364
11.4 共軛微孔聚合物 367
11.4.1 CMPs的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 367
11.4.2 CMPs的設(shè)計(jì)合成及應(yīng)用 368
11.5 多孔芳香骨架材料 370
11.5.1 PAFs的性質(zhì)特點(diǎn) 370
11.5.2 PAFs的合成及應(yīng)用 370
11.6 展望 371
參考文獻(xiàn) 371

第12章 分子催化材料 / 373
12.1 概述 373
12.2 過渡金屬化合物作分子催化材料 374
12.2.1 d區(qū)元素化合物作分子催化材料 374
12.2.2 ds區(qū)元素化合物作分子催化材料 387
12.2.3 主族金屬元素化合物作分子催化材料 390
12.3 有機(jī)酸堿化合物作分子催化材料 392
12.3.1 有機(jī)酸化合物作分子催化材料 392
12.3.2 有機(jī)堿化合物作分子催化材料 395
12.4 分子催化材料的未來與展望 397
參考文獻(xiàn) 398