共轭高分子是光电功能高分子材料和器件的创新源头，其链结构和凝聚态结构是影响载流子传输的核心要素。然而，分子间多种弱相互作用的存在导致共轭高分子体系的多级结晶结构复杂多变，共轭刚性链的取向和π-π相互作用更是增加了这类体系结晶行为研究的复杂性。目前，尚缺乏有效的物理手段对半刚性共轭高分子在分子和链段层面的结晶行为进行精准调控，各层次结晶结构与其半导体物理性能之间的直接关系尚未建立。

  近期，复旦大学高分子科学系彭娟团队等人采用弯液面辅助诱导溶液剪切策略，利用高分子结晶动力学依赖性，有效调控多种共轭高分子的晶型和结晶取向，并建立了不同晶型和载流子传输性能的关系。

  在该策略中，将聚(3-丁基噻吩) (P3BT)溶液受限在两个平板之间并移动下平板，随着下平板移动速率的增加，P3BT的晶型会逐渐从II转变成晶型I，并且结晶取向从flat-on和edge-on共存转变成edge-on取向(图1)。他们认为，平板移动速率的增加导致P3BT分子的烷基侧链没有足够时间在(100)方向紧密堆积，从而形成层间距更大的晶型I。通过比较薄膜垂直和平行于溶液剪切方向的结晶结构和载流子传输性能，发现P3BT的π–π堆积在晶型II中主要沿平行于溶液剪切方向排列，而在晶型I中则各向同性排列，并且P3BT晶型II的载流子传输具有各向异性，载流子迁移率高出晶型I近一个数量级(图2)。该弯液面辅助诱导溶液剪切策略可以推广到多种共轭高分子如聚(3-辛基噻吩)、聚(3-己基硒吩)的晶型和结晶取向调控(图3)。

  该工作得到国家自然科学基金、上海市自然科学基金和复旦大学的支持。

  文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c04049