伊利诺伊大学香槟分校伊利诺伊大学施罗德分校和摩尔分校的研究人员发表了一项新研究，阐明了聚合物序列的变化如何影响电荷传输性能。这项工作需要具有构建和研究高精度链分子的能力。

论文“序列定义的共轭低聚物中的电荷运输”发表在《美国化学学会杂志》上。

在现代社会中，链分子或聚合物无处不在，有机电子材料越来越多地用于太阳能电池，平板显示器和传感器。然而，常规材料通常是通过统计聚合制备的，其中亚基或单体（单体序列）的顺序是随机的。

“传统的聚合方法无法使我们对序列进行完美的控制，”查尔斯·施罗德（Charles Schroeder）说，他是化学和生物分子工程学系副主任，雷·贝弗利·门策尔教授和贝克曼高级科学研究所的专职教授，技术。 “结果，询问单体序列如何影响其性能一直是具有挑战性的。”

研究人员开发了一种称为迭代综合的方法来解决该问题。 “我们细胞中的蛋白质合成是通过逐一添加氨基酸而实现的。我们使用相同的方法制造合成聚合物，在这种方法中，我们以一对一的方式添加不同的单体。这使我们可以精确地线性控制序列Schroeder Group的研究生Hao Yu和由Stanley O. Ikenberry捐赠的主席兼化学教授Jeff Moore领导的Moore Group表示。

制成材料后，研究人员使用单分子技术研究了它们的电荷传输特性。这样，他们能够通过单链测量电导，就像“分子线”一样。

施罗德说：“分子线通常擅长传输电荷。” “我们想知道如果整个序列发生变化，电荷传输特性将如何变化。”

Yu在链分子的两端添加了分子锚以进行表征。施罗德集团研究生Songsong Li说：“我们使用了一种称为扫描隧道显微镜-断裂连接方法的技术，其中的锚连接两个金电极并形成一个分子连接。” “然后，我们在分子上施加了偏压或电压，这使我们能够测量这些聚合物的电荷传输性质。”

施罗德说：“目前，这种合成方法需要大量劳动。” “展望未来，我们正在贝克曼研究所开发自动合成方法，以生成大型的序列定义分子文库。”

支持这项工作的陆军研究办公室项目经理达万内·波瑞（Dawanne Poree）说：“这项工作的意义重大。” “人们经常想知道，在生物聚合物中观察到的序列依赖性特性是否可以转化为合成聚合物材料。这项工作代表了朝着回答这一问题迈出的一步。此外，这项工作为如何合理设计和操纵分子结构提供了重要见解。提供具有陆军感兴趣的设计特性的材料，例如纳米电子学，能量传输，分子编码和数据存储，自我修复等。”