我有科研辅助系统 第167节

  在田晴的工作范围变更后,钙钛矿的人手不足,吴菲菲选择了把握最大的一个方向。

  段云先抑后扬,先是说他的“N2200基热电器件”工作不太顺利,随后一个转折,“纳米线掺入的PVDF基底制备热电器件”的研究工作有“很大的希望”。

  虽然各自都只有一个数据,只有两页PPT,但他硬是拖着讲了五分钟。

  魏老师点了点头,给出建议:“N2200那个,做大体积的块状材料试一试,不行的话,就专注在PVDF上。”

  田晴这周前几天主要在看文献,后面几天许秋回来了,就和他交接了TRPL、TAS这些部分的总结。

  她做了个文献汇报,一方面是钙钛矿量子点的研究,另一方面是理论研究方面的,涉及光伏器件层面的理论研究,以及薄膜太阳能电池通用的理论研究,其实就是排除许秋上次汇报之外的其他相关理论研究进展。

  听过她的汇报,许秋也是获益良多,随着他对有机光伏领域科研究的深入,现在这些理论方面的知识,也不似他刚入门那会儿,晦涩难懂了。

  最后是有机三人组,他们之前都已经提前给魏老师汇报过了,所以就没有再准备PPT,只是口头又说了一遍。

  其实就算要做PPT,最多也只能把反应式画上去,现在各项基础表征的结果还没有出来。

  韩嘉莹本来在周日想试着用四种PDI产物,做一批器件试试的,但被许秋拦住了。

  他已经通过模拟实验室II知道了结果,自然没必要再浪费学妹的时间了。

  学妹也没有多问,乖乖的写了一天的综述。

  组会结束后,许秋被魏兴思单独留了下来。

  “学校要我上报毕业设计的题目,今年我这边只有你一个学生,你自己来想一个题目吧。”魏老师随意说道。

  许秋点点头,若有所思。

  孙沃是从其他学校过来的,性质属于老师之间私下的短期委托培养或者说联合培养,他只是实验在魏老师这边做,最终毕业设计的论文、答辩还要回原来的学校进行。

  而许秋不一样,他是根正苗红的本校学生。

  本校做毕业设计的正常流程,是材料系各个老师每人提供一个或者多个项目题目,然后把这些项目汇总交给学生挑选。

  老师和学生之间在选择课题前不直接接触,院系作为中间人从中撮合。

  但事实上,八成以上的学生都会提前联系老师,任斌那样子的除外。

  因此,毕业设计的题目通常是学生和老师共同商定的,或者由老师直接指定。

  到了许秋这里,魏老师却直接让他来决定。

  当然他也不意外,题目早已经想好,便直接说道:“一种高结晶性聚合物给体材料的设计、合成与光电性能研究。”

  “AM那篇啊,这个题目可以,那我等会儿就直接上报了。”魏老师在电脑前敲打了一会儿键盘,显然是把标题记录了下来,随后抬起头,说道:“不过,毕业设计这个不急,等到时候花一两周时间把毕业论文写完就是了,答辩也简单,都是系里的老师,到时候我也会去的,不用担心。”

  许秋一愣,他下意识的觉得花一两周的时间写毕业论文怎么来得及,但仔细想想,之前在写基金年度报告的时候,其实已经把这个工作写过一遍了,都有现成码好的文字。

  这样看来,似乎都不用一两周,一两天就能完成?

  见许秋脸色不断变幻,魏兴思突然语重心长道:“现在你工作的重点,还是你在做的PDI体系,虽然3D-PDI这个概念被人抢了,有点可惜,但也不要太放在心上去,我们做好自己得工作就行。”

  “我知道的,”许秋笑了笑,“之前做PCE11的时候,港大那边不也是被我们捷足先登了嘛,他们的文章还落在我们手上了。”

  “行,那你先去忙吧。”魏老师满意点点头,他本来是怕许秋被人抢了一个概念,而在心态上产生什么变化,毕竟之前一直都是顺风顺水,现在看来是他多虑了。

  返回216,许秋和孙沃打了声招呼,新成员看起来很好相处,一直都是笑眯眯的。

  不过孙沃主要在和吴菲菲进行交流,许秋也就没多和他聊。

  中午如往常一般,课题组小伙伴们一起点外卖吃。

  这次魏老师难得加入了进来,饭桌上充满着学术的氛围。

  

214 进击的学妹与放飞自我的学姐(求订阅)

   许秋之前和深城那家光电公司要来的小样,已经寄到了材一门房。

  他忙取了回来,一共有七种聚合物给体材料,每种10毫克到20毫克不等,用的是小玻璃瓶包装的,他也没有刻意避讳其他人,简单解释了下来路。

  材料呈现蓝色、紫色或是黑色纤维状,许秋检查了一番后,很是满意,将它们复制到模拟实验室中,并传入旋涂手套箱中保存。

  昨天报道后,他顺便在选课网站上选了课,这学期只有一门《毕业设计》,相当于没有课,陈婉清博士二年级,课程已经全部修读完毕,韩嘉莹倒有两门课,不过不在周一。

  于是,午饭后,有机三人组乘坐校车前往张疆实验室。

  陈婉清上周完成了D单元的醛基化并成功提纯,这周打算重新合成上周失败了的A单元。

  许秋和韩嘉莹则打算继续进行PDI体系的第三步反应,合成二聚体PDI。

  PDI的二聚体有两类,一种是桥接型,另一种是扭转型。

  桥接型的合成,两分子的单溴代PDI和一分子的双三甲基锡取代的D单元反应,生成PDI-D-PDI的结构,D单元可以是噻吩、双噻吩、乙烯基等具有共轭结构的单元,反应原理是Stille反应,类似于之前合成聚合物给体分子,但由于PDI是单溴取代的,反应会停留在二聚体,而无法继续反应生成聚合物。

  扭转型的合成是个新反应,两分子的单溴代PDI,在锌粉、零价钯催化剂作用下,发生偶联反应,得到PDI-PDI的结构,通常采用DMF作为溶剂。

  虽然算是新反应,但两个反应的难度并不大,属于入门级的实验。

  办公室中,只有许秋、韩嘉莹二人在做实验前的准备,陈婉清只是重复上周的实验? 因此不需要准备工作。

  “师兄? 我们怎么分工?”韩嘉莹坐在电脑问道。

  “每人投两个反应,一种桥接型? 一种扭转型的? ”许秋随意道:“就按照我们之前合成的顺序吧,我做1号、2号? 你做3号、4号,1、3号桥接型? 2、4号扭转型? 每种投100毫克试试水。”

  “没问题。”韩嘉莹立刻开始操作手中的笔记本电脑,计算着各反应物的投料量。

  之前她们在CHEMDRAW软件中绘制过反应步骤,直接框选原料的分子结构,软件就能计算出其相对分子质量。

  将几种原料、催化剂的相对分子质量? 输入到预设的“投料质量计算”EXCEL中? 再输入几种试剂的投料当量,最后确定某一原料的初始质量,即可自动计算每种试剂的投料量。

  几分钟后,韩嘉莹手中拿起四张便签纸,将其中两张交给许秋? 问道:“师兄,等下的实验有什么注意事项吗?”她已经养成了实验前请教许秋的习惯了。

  许秋想了想道:“一方面要保证无水无氧条件? 催化剂用的是零价钯嘛,你应该懂的? 另一方面的话,要保证产物的纯度? 等下反应前再点一次板确认一下。”

  韩嘉莹点点头? 深以为然道:“有道理? 陈婉清学姐上周就是前车之鉴啊,七八个样品点,就像糖葫芦一样。”

  带着便签纸,两人进入实验室,将他们贴在通风橱的玻璃上。

  说起来,通风橱的玻璃,在许秋进课题组前曾被段云写满了记号,后来在吴菲菲和陈婉清的一致要求下,他才用乙醇、丙酮这些溶剂给擦洗干净了。

  现在段云几乎不来张疆做实验了,他的材料,包括N2200、PVDF以及几种金属纳米线,都是找商业化的渠道购买,然后直接在邯丹的手套箱中完成制备,再用他自己搭设的测试设备进行测试。

  而田晴新负责起来的钙钛矿量子点项目,之后倒是有可能要来张疆做合成。

  ……

  开始实验。

  重蒸溶剂,这回的四个反应选择的都是DMF溶剂,其实和以往一样用甲苯,理论上也是可以的,不过文献上写的是DMF,他们也就没有更换。

  准备反应瓶,加入磁力搅拌子,准备氮气球。

  点板确认药品纯度,称量药品,加入溶剂,连接冷凝装置、氮气球,三抽三排。

  加入催化剂,三抽三排,迅速升温,外部贴铝箔纸保护反应瓶。

  搞定,橙红色的溶液犹如一锅番茄汤。

  另外一个反应的步骤也是类似的,许秋很快再次搞定。

  然后,他惊讶的发现,韩嘉莹投反应的速度竟不慢于他多少,只落后他一分钟不到。

  想想也不奇怪,学姐做实验属于稳健型的,因而比较慢,学妹做实验还是比较莽的,有点像他。

  韩嘉莹收拾着通风踹中的实验垃圾,随口问道:“这周我们要回邯丹做器件吗?”

  许秋想了想道:“等这次的产物提纯后,回去做几批器件吧。”

  这主要是给学妹和魏老师一个交待,他们不似他有模拟实验系统,可以直接拿到效率数据,其次,陈婉清之后几天也要用到液相色谱仪,他们前往邯丹的话,刚好可以错峰使用。

  “师兄觉得效率能有多少呀?”

  “我猜5%-6%吧,毕竟几乎是完全重复现有体系的,总不能比文献的数值还要高吧。”之前简单PDI分子能达到3.5%,现在改性后的PDI二聚体达到5%以上,理论上并不难,除非是合成反应失败了。

  “可惜这个结果不能用来发文章。”

  “那没办法,二聚体已经被研究很多年了,分子结构就有限,基本上能想到的结构都被发表了,”许秋话锋一转:“不过,3D-PDI的操作空间就大很多了,中间的核可以随意调节,有非常多的可能性。”

  “其实关于3D-PDI这段时间我也一直在思考,有了一些实验想法。”

  “哦,说来听听。”许秋眼前一亮,顿时有了兴趣。

  “常见有机光伏材料中,同为芳香环的噻吩环的应用明显多于苯环,但第一篇3D-PDI的工作,他们采用的是三苯胺,并没有引入噻吩。”韩嘉莹顿了顿,继续道:

  “我觉得或许可以基于他们的体系进行改进,比如在苯环上连接三个,甚至四个噻吩,再和PDI分子相连,形成3D-PDI结构。”

  “师兄,你觉得怎么样?”说完,韩嘉莹满脸期待的盯着许秋。

  “这个想法不错,有一定的可行性。”许秋自然不吝赞扬,学妹听到后很是开心,眼睛眯成了一个小月牙。

  之前大多数的时候都是他提出实验想法,让学妹执行,而现在她已经产生了自己的实验想法,而且分析的还是有一定道理的。

  这让他不禁产生儿子终于养大了的感觉。

  其实,这段时间许秋也没有闲着,他抽空罗列出若干种可行的分子结构。

  然后配合模拟实验室的DFT模拟,排除掉一些空间位阻不合理的结构,得到十数种可行方案,而学妹的这个想法就是他的备选方案之一。

  ……

  之后,许秋和韩嘉莹提纯了四种产物。

  因为原料很纯,且这步反应几乎没什么副反应,得到的主要产物均只有一种,提纯难度并不高。

  产率大致在50-70%之间,只有几十毫克的产物,不过倒也暂时够用。

  上周学妹送样的表征数据陆续返回,结果和许秋在模拟实验室II中得到的近乎一致,收到消息后韩嘉莹和陈婉清皆是一喜。

  学妹是因为表征结果验证了她之前的猜想是正确的,而且之后她和许秋投的反应都是基于她的“推断”,自然很开心。

  学姐则是因为验证了D单元是双醛基取代的,可以安心的进行后置的反应。

  此外,许秋他们也取得基于合成的PDI分子的第一批器件数据,效率最高值5.21%,体系是PCE10:PBI-5,器件当然是韩嘉莹做的。

  PBI就是PDI二聚体的名称,后面再加上代表其侧链碳原子数的数字,或是桥单元的名称,比如PBI-5、PBI-2-T之类的。

  许秋用模拟实验室II,消耗12小时,1200积分,基于四种PDI二聚体受体,初步遍历了一遍现有的给体库,效率最高值是5.86%。

  然后,收获了两个初步的实验结论:

  第一,桥接型的PDI二聚体比扭转型的光电性能差,当然这只是个初步结论,因为变量还有很多,也可能和中间桥单元的选择有关。

  第二,在PDI分子二聚后,对侧链碳原子的数量要求多于简单PDI分子,许秋推测是因为单个分子的尺度变大了,所以需要更多的侧链才能保证原有的溶解度。

  总得来说,PDI体系的地基已经打实。

  而有机三人组名义上的老大,陈婉清则一直留在张疆实验室,甚至周六都跑过去加了一天班。

  历时两周,终于功夫不负有心人,拿到了她合成出来的第一批A-D-A小分子,并被她命名为C1。

  虽然许秋和韩嘉莹都吐槽了这个命名,但学姐并没有要改的意思,看来是打算放飞自我了。

  然后,许秋在周日偷偷用模拟实验室II帮她实验了一下——基于当前给体库,耗时5小时,初步遍历得到的最高效率只有0.67%。

  emmm……

  也不知道学姐得到这个结果会做何感想。

  

215 你是故意的吧

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