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用于人机交互设备的本征可拉伸功能器件和高分子材料

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高分子学报 2024年第06期55卷 637-654页

作者：李松壕孙明源魏子翔王以轩胡文平天津大学有机集成电路教育部重点实验室天津市分子光电科学重点实验室化学系天津大学化学化工协同创新中心

在物联网飞速发展的智能时代，高分子光电材料具有更低的杨氏模量和更好的本征拉伸性，成为人机交互设备的理想选择.本文从平衡高分子光电材料电学(载流子传输需求)和力学(可拉伸需求)性能这一难点出发，根据可拉伸器件在人机交互中的... 详细信息

在物联网飞速发展的智能时代，高分子光电材料具有更低的杨氏模量和更好的本征拉伸性，成为人机交互设备的理想选择.本文从平衡高分子光电材料电学(载流子传输需求)和力学(可拉伸需求)性能这一难点出发，根据可拉伸器件在人机交互中的应用功能，总结了供能、传感、神经接口和显示等功能模块材料/器件方面的创新性成果，分析了各功能器件及多功能集成面临的共性问题，并展望了智能人机交互系统的发展前景.介绍了本征可拉伸功能器件包括有机太阳能电池(OSCs)、有机热电器件(o TEGs)、离子电池、纳米发电机(NGs)和超级电容器(SCs)，有机光电探测器(OPDs)、化学传感器和热传感器，多模态阵列电极(MEAs)和有机电化学晶体管(OECTs)，有机电化学发光器件(OLECs)、有机电致变色显示器(OECDs)和有机发光二极管(OLEDs)，有机场效应晶体管(OFETs)和多功能集成系统等.分析表明，可拉伸高分子光电材料的光电性能进一步提升和各功能层间的动态稳定界面，是未来研究重点.

关键词：人机交互高分子光电材料光电器件本征可拉伸

异质相金属烯表面分子修饰实现可充电锌-硝酸盐/乙醇电池

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科学通报 2024年第8期69卷 971-973页

作者：张志成天津大学理学院化学系有机集成电路教育部重点实验室天津市分子光电科学重点实验室天津300072 天津化学化工协同创新中心天津300072

氨及其衍生物,作为地球生物圈氮循环的重要组成部分,对人类可持续发展具有重要意义.开发新型的高效氨合成技术以替代传统高能耗的Haber-Bosch制氨法是构建能源经济性社会的一条重要途径^([1]).锌-硝酸盐电池是近年来提出的一种兼具氨电... 详细信息

氨及其衍生物,作为地球生物圈氮循环的重要组成部分,对人类可持续发展具有重要意义.开发新型的高效氨合成技术以替代传统高能耗的Haber-Bosch制氨法是构建能源经济性社会的一条重要途径^([1]).锌-硝酸盐电池是近年来提出的一种兼具氨电合成、能源存储及污水处理能力的环境友好型电化学能源系统。

关键词：地球生物圈能源存储污水处理能力人类可持续发展电合成环境友好型分子修饰异质相

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飞秒时间分辨吸收光谱在有机太阳能电池研究的应用进展

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激光与光电子学进展 2024年

作者：王建凤李永鹏马骁楠朱伟钢有机集成电路教育部重点实验室天津市分子光电科学重点实验室天津大学理学院化学系天津大学材料科学与工程学院天津大学分子+研究院

有机太阳能电池中涉及到光生电荷的生成、分离和传输等物理过程，这些过程的效率和稳定性直接影响到太阳能电池的性能。飞秒瞬态吸收光谱（fs-TAS）是一种有效检测光生电子转移动力学的技术，通过飞秒激光脉冲激发样品并测量其响应，可... 详细信息

有机太阳能电池中涉及到光生电荷的生成、分离和传输等物理过程，这些过程的效率和稳定性直接影响到太阳能电池的性能。飞秒瞬态吸收光谱（fs-TAS）是一种有效检测光生电子转移动力学的技术，通过飞秒激光脉冲激发样品并测量其响应，可以深入揭示光电转化材料中的光激发过程和能量传递机制，优化材料的性能。及时对飞秒时间分辨吸收光谱在有机太阳能电池中的研究开展综述与总结，有助于国内外对该研究领域的了解。这篇综述首先全面介绍了fs-TAS和二维电子光谱（2DES）的工作原理、硬件设备以及数据处理，并依次讨论了其在有机太阳能电池中的光生电荷动力学过程的应用进展，最后对其在有机太阳能电池领域的发展进行了展望，希望这篇综述能为飞秒时间分辨吸收光谱领域的同行研究者们提供一定的借鉴参考。

关键词：光谱学飞秒时间分辨吸收光谱二维电子光谱有机太阳能电池

共价有机框架薄膜的界面生长策略及其在忆阻器中的研究进展

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中国科学：化学 2024年第4期54卷 521-536页

作者：刘磊邹相龙吴凌莉雷圣宾天津大学理学院化学系有机集成电路教育部重点实验室天津市分子光电科学重点实验室天津300072 西北民族大学医学部兰州730000 兰州交通大学化学与化工学院兰州730070

随着大数据和物联网时代数字通信技术的飞速发展,忆阻器在高密度数据存储技术和神经形态计算等应用中扮演着越来越重要的角色.得益于共价有机框架(COF)材料优异的可设计性及独特的光电特性,同时,伴随着液体界面辅助的制备策略不断发展... 详细信息

随着大数据和物联网时代数字通信技术的飞速发展,忆阻器在高密度数据存储技术和神经形态计算等应用中扮演着越来越重要的角色.得益于共价有机框架(COF)材料优异的可设计性及独特的光电特性,同时,伴随着液体界面辅助的制备策略不断发展与完善,COF材料在存储器件中的应用得到了极大推广.为了开发更高性能的基于COF材料的存储器件,需要全面地了解从材料设计、制备到器件应用的不断发展.因此,本综述系统地总结了COF薄膜的制备策略及其在忆阻器中应用的进展.最后,我们对基于COF存储器件的当前挑战及未来发展进行了总结与展望.

关键词：共价有机框架薄膜液体界面辅助法忆阻器

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机器学习在化学领域中的应用

大学化学 2024年

作者：张思源张志成李荣金天津大学理学院化学系有机集成电路教育部重点实验室天津市分子光电科学重点实验室

在计算机科学和技术的推动下，机器学习已成为化学研究的强大工具。本文首先介绍了机器学习的基本概念，随后探讨了其在化学领域的四个关键应用：在有机全合成中预测合成路径；在原子模拟中对势能面进行高效采样和重建；在异相催化设计... 详细信息

在计算机科学和技术的推动下，机器学习已成为化学研究的强大工具。本文首先介绍了机器学习的基本概念，随后探讨了其在化学领域的四个关键应用：在有机全合成中预测合成路径；在原子模拟中对势能面进行高效采样和重建；在异相催化设计中用于反应路径揭示和催化剂筛选；以及在核磁共振谱学中的信号处理和解析。本文还介绍了移动机器人化学家的概念，展示了机器学习与自动化技术结合的潜力。最后，本文对机器学习在未来化学研究中的发展前景进行了展望，指出了其可能带来的变革性影响。

关键词：机器学习深度学习机器人化学家

面向本科课堂的有机聚合物导电薄膜制备与改性实验教学创新

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大学化学 2024年

作者：贾堡柯蕴哲孙世悦于冬雪刘莹丁帅帅天津大学理学院化学系有机集成电路教育部重点实验室天津市分子光电科学重点实验室天津大学分子聚集态科学研究院有机集成电路教育部重点实验室天津市分子光电科学重点实验室

近年来，作为前沿交叉领域，有机电子学的相关研究方兴未艾。有机电子学旨在使用有机材料制造出更灵活、更环保、更经济的电子器件，用于显示技术、光电子学、能源转换等领域。为深化本科生对有机电子学的理解，本实验教学方案以常见有... 详细信息

近年来，作为前沿交叉领域，有机电子学的相关研究方兴未艾。有机电子学旨在使用有机材料制造出更灵活、更环保、更经济的电子器件，用于显示技术、光电子学、能源转换等领域。为深化本科生对有机电子学的理解，本实验教学方案以常见有机聚合物P3HT为主体，利用旋涂仪实现活性层的制备与改性，通过台阶仪、光学显微镜、原子力显微镜表征薄膜表面形貌，最后利用探针台对器件导电性进行测试。实验过程中保护措施规范周全，安全性得到可靠保障，同时实验中包含多项基本操作及实验仪器的使用，有利于提升学生的实践能力和科学素养。本次实验旨在通过对有机聚合物薄膜的制备、改性与测试表征，激发本科生对有机电子学前沿领域的学习兴趣，提升学生的创新意识和综合素质。

关键词：有机电子学薄膜制备形貌表征电学测试

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机器学习辅助燃料分子设计

化学进展 2024年第4期36卷 471-485页

作者：张香文侯放刘睿宸王莅李国柱天津大学化工学院先进燃料与化学推进剂教育部重点实验室物质绿色创造与制造海河实验室

燃料的理论设计一直是推进技术领域的研究重点，可以有效避免复杂的实验和潜在的危险，指导燃料合成并与实验结果相互验证，对新一代燃料开发至关重要。然而，基团贡献法和量子化学方法等传统的计算方法存在准确性差和效率低的缺陷。机... 详细信息

燃料的理论设计一直是推进技术领域的研究重点，可以有效避免复杂的实验和潜在的危险，指导燃料合成并与实验结果相互验证，对新一代燃料开发至关重要。然而，基团贡献法和量子化学方法等传统的计算方法存在准确性差和效率低的缺陷。机器学习的快速发展，为设计和开发潜在高能燃料开辟了新的途径，在性质预测和分子设计两个关键环节均展现了强大的能力。本综述首先介绍了几种用于机器学习的燃料分子描述方式，分别对用于燃料性质预测和分子设计的不同机器学习模型进行简要介绍。进一步对机器学习辅助燃料性质预测和新型燃料分子设计的研究现状进行了归纳总结。最后，探讨了机器学习在燃料应用领域所面临的挑战及后续发展方向。

关键词：燃料机器学习分子描述性质预测分子设计高通量筛选