畢業設計初稿完成后,許秋正打算進一步進行精修,這時邱賀明過來了,這回他是獨自來的,沒有像上次一樣領著小弟。
魏興思在218用茶水招待了邱賀明,然后把許秋、鄔勝男和田晴召喚了過去。
三人進門后,魏老師問道:“樣品都準備好了嗎?”
“準備好了,”鄔勝男略微晃動一下手中的培養皿,主動答復:“包括P3HT標準樣品,還有我自己合成的兩種有機共軛聚合物材料的樣品。”
“好啊,”魏興思點點頭,繼續說道:“P3HT的結果測試出來和我講一下,我這邊有文獻的數據,看能不能對應上。”
作為一種老牌共軛聚合物材料,P3HT各方各面的性能都被挖掘的非常深,只要略微沾邊的實驗表征被各路研究人員拿去測一測,看看有沒有可能水一篇文章,熒光量子產率的數據自然也是有的。
“肯定沒問題,我們的產品每個都在出廠前做過檢測的。”邱賀明自信說道。說完,他拆開隨身攜帶的一個小紙箱子,去掉內側數層的泡泡紙防震包裝,把里面的積分球取了出來。
許秋仔細觀察了一番,邱賀明帶來的積分球和他之前發的圖片,從外觀上看相差無異,通體都是白色塑料的質感,可能是用模具直接整體燒制而成的。
積分球設計上是貼合樣品艙的,不過在使用前需要把原來樣品艙中的樣品卡槽用六角螺絲刀先卸下,再安裝積分球專用的卡槽。
設備調試結束后,邱賀明指導鄔勝男開始測試,許秋和田晴則在旁邊圍觀。
很快,第一片P3HT的標準樣品測試完成。
邱賀明導出數據,然后從隨身攜帶的U盤中拷貝了一個名為“PLQY(熒光量子效率)”的EXCEL文件到電腦桌面上,接著打開文件。
這是一個只讀的文件,上面有幾個可以填寫參數的空格。
邱賀明一邊處理數據,一邊介紹道:“我們把TRPL得到的數據,手動輸入進來,就可以直接擬合計算出來樣品的熒光量子效率,比如這個P3HT的樣品,PLQY的數值就是…”邱賀明愣了一下,疑惑道:“只有百分之幾啊,這個是光致發光材料嗎?”
“噢,P3HT是一種有機共軛聚合物,具有光致發光的現象,但并不應用于光致發光領域,現在我們主要拿它作為檢測的標準樣品,數值對的上就行。目前來看和文獻中的差距并不大,你們繼續測試吧。”魏興思的聲音從外面傳來,TRPL儀器就放在他辦公室的雜物間中,因此彼此說話都能夠聽到。
許秋倒是可以理解P3HT熒光量子產率比較低的原因,因為它是一種光伏材料,主要是用來將光能轉換為電能的。
而假如一種材料的熒光量子產率高的話,就表明吸收的太陽光能都轉換為熒光射出去了,能量是守恒的,如果大部分轉換為了光能,那么轉換為電能的部分自然就變少了,光電轉換效率多半不太行。
之后,鄔勝男自己操作測試了她的其他幾個樣品,PLQY的數值分布在百分之十幾到百分之三十之間。
這些數值說高不高,說低也不算低。
畢竟對于一些熒光粉之類的材料,熒光量子效率超過90都有可能。甚至有的材料因為鏈式激發,還會獲得100以上的熒光量子效率,也即吸收一個光子,產生一個以上的光子,多出來的光子,就類似于核裂變的鏈式反應,是由二次熒光光子激發產生的三次熒光光子。
不過,她的材料主要是電致熒光變色材料,PLQY的數據并不重要,鄔勝男主要研究的是她的材料在不同電壓下的熒光變色現象,以及變色的響應時間快慢。
需要用到PLQY表征的主要還是鈣鈦礦量子點材料,但是現在她還沒有成功合成出來。
客觀上,量子點材料的制備確實比較難,因為量子點是零維點狀納米團簇,在三個維度上的尺度至少都要小于100納米。
不同材料的量子點對尺度也不同,有的尺度小于100納米便可以,有的則需要小于20納米、10納米才行。對于材料的尺度并沒有一個統一的標準,主要是看材料有沒有出現量子效應。有量子效應出現,便為量子點;沒有量子效應,那就是普通的原子/分子團簇。
很容易想象到,這種幾納米、幾十納米這種尺度下的量子點材料,由于具有高的比表面積,材料表面的活性非常高,很容易發生化學反應或者是團聚,因此很不穩定。
外表一般會連接配體或者鈍化層,像鄔勝男之前采用的油酸表面活性劑,就是為了讓鈣鈦礦量子點材料能夠保持量子點的狀態,不發生團聚,可惜她用了溶液法和熱注入法都失敗了。
鄔勝男決定熱注入法更加有希望一些,準備繼續嘗試。
樣品測試完畢,田晴、鄔勝男她們又和邱賀明討論了一些TRPL測試方面的問題,許秋就沒有去湊熱鬧了,畢竟他已經復制了邱賀明的技能。
“邱博士,留下來吃個便飯?”魏興思客套了一句:“這段時間沒少麻煩你,親自跑了兩趟過來。”
“應該的,我還是回家吃吧。”邱賀明擺手婉拒,他也是在魔都定居的,不過并不是土著,而是“魔漂”了近二十年才扎根下來。
五點多的時候,陳婉清返回邯丹校區,回到216后,她從書包中拎出一個垃圾袋,里面包裹著她合成好的材料以及中間產物,然后朝實驗室走去。
許秋改畢業設計改的有些頭痛,就跟著她進入了實驗室,主動搭話:“學姐帶這么多瓶子回來,大豐收啊。”
“還可以吧,”陳婉清一邊在手套箱中操作,一邊回復道:“這次一共合成了兩種受體材料,IDTBTICIN和IDTTICIN。本來我之前打算只合成一種的,后來中途實驗失敗了一回,為了防止組會的時候沒什么內容可以匯報,就在原來BT單元的基礎上,額外增加了另外一種噻吩(T)單元。”
“這樣啊。”許秋點點頭,她的兩種材料復制到模擬實驗室II中,安排模擬實驗人員,進行性能優化,然后隨口問道:“下周還打算繼續合成嗎?”
“先停一停,做做器件吧。”陳婉清輕笑一聲,自嘲道:“現在感覺我都快被有機溶劑腌入味兒了,得緩一緩,讓身體把這段時間吸收的有機溶劑代謝出去。”
“聽起來還挺合理的。”許秋還是比較認同學姐的觀點。
以他的理解,人體的免疫系統非常強大,少量攝入的有毒有害的物質,可以通過正常的代謝過程逐漸消減掉。
當然,就像防火墻一樣,免疫系統也是存在極限以及漏洞的。
所謂的“極限”,是指對于超過一定劑量的毒性物質,由于免疫系統處理速度的問題,可能在完全清除之前就已經對人體器官、組織造成了不可逆的損害。
而“漏洞”,則是重金屬有富集效應,氟元素結合穩定,它們一旦被攝入體內,就會越來越多,很難排除干凈。其實,免疫系統也不是不能處理它們,只是相對來說處理的速度比較慢,理論上如果停止攝入,體內的這些元素的含量肯定也會是越來越少的,直到某一天趨向于一個安全范圍,但可能這個時間跨度超越了正常人類的壽命,比如需要幾百年、上千年,有點類似于“只要你死了,你的病就好了”。
第二天,周六一早,許秋就拿到了學姐體系的器件結果。
IDTBTICIN的體系,不論是和PCE10、PCE11這些窄帶隙的聚合物給體,還是和學妹開發的H11、H12、H13這類寬帶隙的聚合物給體匹配,器件性能都不好,最高效率僅有2.8。
反而,IDTTICIN體系的最高效率達到了6.1,最優給體材料是H13,效率數值和之前的IDTICIN體系相當。
許秋略作思考,找到了進一步的優化方向,那就是對新引入的噻吩單元進行側鏈修飾,主要是因為新引入了噻吩單元,使得分子的共軛長度增加,卻沒有新增側鏈,溶解度稍微有些壓力。
一種方法,是直接上烷基側鏈,比如2乙基己基這樣的樹枝狀短側鏈,只提升溶解度,而不會對受體分子的光吸收性能、能級結構造成太大的影響。
另一種方法,是在引入側鏈的同時,引入雜原子,比如帶有氧、硫雜原子的側鏈,這樣會對分子的性能造成不可預知的影響,或好或壞,但不管怎么說,可以作為一種潛在的優化方向。
至于BT的那個體系,效率基數太低了,許秋也不確定還能不能救回來,暫時沒興趣理它。
分析完畢,許秋在心中為學姐慶幸了一番,她中途的實驗失敗,也算是因禍得福,額外合成了IDTTICIN材料,要是參照《自然·材料》那篇文章一條路走到黑,只合成IDTBTICIN的話,組會上多半又要哭唧唧了。
畢竟,現在二點多的效率,和當初不到1的效率對學姐來說,也沒什么差別了。
PS:起點統計章節的時候,英文字母,特殊符號連在一起只算一個字,也就是看似“IDTBTICIN”這類的名稱很長,其實為1。突然想起了這個,就解釋一下,并不是為了水才命名這么長的,而是實際上在做科研的時候,材料命名就是這樣的。
請:m.laidudu