[发明专利]具有螺旋结构的寡聚噻吩纳米纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由非手性的寡聚噻吩分子制备具有螺旋结构的寡聚噻吩纳米纤维的方法。

背景技术

噻吩类化合物由于具有半导体的电学特性、光学性、柔韧的机械性和可加工性等而被广泛地应用于制备有机场效应二极管、场效应晶体管、有机薄膜晶体管和光伏电池等有机光电子器件。基于噻吩类化合物制备的电子器件的性能取决于分子中载流子的迁移率，即电子或空穴的运动速度。影响迁移率的主要因素是载流子从一个分子跃迁到另一个分子的能力。一般情况下，共轭分子处于杂乱状态。通过提高共轭分子的纯度和分子在表面排列的有序度可提高载流子的迁移速率，加快器件的工作速度。增加噻吩类化合物链的长度可以大大提高载流子的迁移速率，如四聚噻吩中载流子的迁移速率为0.12cm²V^-1s^-1，而五聚噻吩则为3.0cm²V^-1s^-1。但长链噻吩分子的合成步骤比较繁琐，还要涉及分离、提纯等过程，费用比较昂贵。且长链分子的溶解性不好，在载体表面自组装比较困难、很容易发生弯曲和转折等现象，覆盖度低，不利于载流子的迁移。要进一步提高载流子的迁移率以提高器件的性能，就必须通过控制噻吩类化合物自组装制备高度有序的自组装结构来提高器件的性能。

发明内容

为了解决以上技术存在的缺陷，基于噻吩类化合物会溶解在某些有机溶剂中，且在亲水的云母表面能自发地组装成有序结构的理论下，采用将噻吩类化合物溶液直接滴到云母表面上进行自组装的方法，制备具有螺旋结构的寡聚噻吩纳米纤维。本发明的目的在于发现一种由非手性的寡聚噻吩分子制备具有螺旋结构的寡聚噻吩纳米纤维的方法。

本发明的步骤如下：

1)称取2.0mg寡聚噻吩分子溶于2.0mL氯仿、2.0mL四氢呋喃或2.0mL苯溶液中，振荡制备成寡聚噻吩溶液，由于噻吩类化合物溶解度小，溶液接近饱和；

2)静置4h后，取其上清液20.0μL滴在新解离云母表面上，放入干燥器中12h；

3)将吸附有寡聚噻吩分子的云母放入烘箱中，于105℃下干燥2-3h，使溶剂彻底挥发，寡聚噻吩分子通过疏水相互作用自组装成具有螺旋结构的寡聚噻吩纳米纤维。

所述溶解寡聚噻吩分子的溶剂为氯仿、四氢呋喃或苯。

所述寡聚噻吩分子为α-六聚噻吩分子、α-四聚噻吩分子和α-三聚噻吩分子。

所述基底为云母。

新解离云母是指新鲜剥离出来的云母。

这种方法制得的具有螺旋结构的寡聚噻吩纳米纤维经过原子力显微镜表征发现，非手性的寡聚噻吩分子通过疏水相互作用自组装成具有螺旋结构的寡聚噻吩纳米纤维，纳米纤维的螺距约40-56纳米，长度从几十微米到几百微米。只有少许的寡聚噻吩分子凝聚体。该种制备方法不仅操作简单，而且噻吩分子的利用率高。更重要的是，由非手性的寡聚噻吩分子制备了具有螺旋结构的寡聚噻吩纳米纤维。

附图说明

图1为α-六聚噻吩纳米纤维的原子力显微镜图像；

图2为α-四聚噻吩纳米纤维的原子力显微镜图像；

图3为α-六聚噻吩纳米纤维的原子力显微镜图像。

具体实施方式

附图1、图2、图3是使用本发明方法获得的具有螺旋结构的寡聚噻吩纳米纤维的原子力显微镜图。

实施例1：称取约2.0mg α-六聚噻吩溶于2.0mL氯仿中，静置后取其上清液20.0μL滴在新解离的云母表面上，放入干燥器中组装12h，于105℃下干燥2-3h，使溶剂彻底挥发。在室温下用原子力显微镜进行表征，发现α-六聚噻吩分子在云母表面形成了具有螺旋结构的纳米纤维，其螺距大约为55nm。

实施例2：称取约2.0mg α-四聚噻吩溶于2.0mL四氢呋喃中，静置后取其上清液20.0μL滴在新解离的云母表面上，放入干燥器中组装12h，于105℃下干燥2-3h，使溶剂彻底挥发。在室温下用原子力显微镜进行表征，发现α-四聚噻吩分子在云母表面形成了具有螺旋结构的纳米纤维，其螺距大约为56.5nm。

实施例3：称取约2.0mg α-六聚噻吩溶于2.0mL苯中，静置后取其上清液20.0μL滴在新解离的云母表面上，放入干燥器中组装12h，于105℃下干燥2-3h，使溶剂彻底挥发。在室温下用原子力显微镜进行表征，发现α-六聚噻吩在云母表面形成了具有螺旋结构的纳米纤维，其螺距大约为40nm。