众所周知,晚安之后才是熬夜的开始。
许秋放下手机,又回到了实验室。
刚才他急于向学妹报平安,实验室还没有关闭。
检查了几个通风橱,几个反应瓶都很正常,许秋这才安心的关闭实验室的水、电、气,锁门离开。
回到A501,刷牙洗脸,可惜这里条件不允许,没办法洗澡。
邯丹宿舍的卫生间虽然只有冷水供应,但至少有个喷头,如果用暖壶到楼下打两壶开水,配合着淋浴喷头,甚至还可以洗热水澡。
学妹每天回去的也晚,她就是这么洗澡的,至于许秋是怎么知道的,反正不是他主动问的。
而张疆这边洗手间连个喷头都没有。
倒算是正常,毕竟是实验楼,又不是宿舍。
也因此,五楼的楼道里放着一个喷淋器和洗眼器,就在A502大门的旁边,不过这是出现事故应急用的,并不能拿来私用。
比如,眼睛中不小心溅入化学试剂,可以用洗眼器提供大量清水冲洗眼球,或者身上衣物着火,可以用喷淋器浇个透心凉。
抛开脑海中乱七八糟的想法,许秋看了眼时间,凌晨十二点已过。
果断躺床睡觉,闭眼数了一会儿绵羊,沉沉睡了过去。
……
阳光明媚,新的一天到来。
许秋八点起床,简单洗漱后,去食堂解决早餐。
路途中,他进入模拟实验室II中查看结果,三种第一代3D-PDI分子,也就是PDI3-B-5/6/8系列,光电性能的初步探索已经完成。
因为有上一次摸索的经验(第一代5/6两个系列,6系列更高,最高值4.37%),这次模拟实验人员对参数的把控更为细致,最终的器件光电效率较上一次有所提升。
当然也可能是因为这次反应的产物更佳。
不论如何,最终的结果,第一代5系列的效率仍然垫底,效率最高值为4.22%,6系列和8系列光电性能相当,最高值分别为4.55%和4.60%。
基于现有给体库,最优适配给体材料均为P3TEA,次优适配给体材料均为PCE10。
得到这个结果,许秋开始分析。
上周第二代3D-PDI也就是通过光环化反应得到的5系列分子,最高效率达到了5.41%,如果换成6/8系列,大概率还能再次提高,或许能摸到6%。
只可惜,第一代3D-PDI中,8系列的效率相对于6系列,提升并不明显,只有0.05%,四舍五入一下就是0,也不清楚在后续第二代、第三代中这两个系列是否能够拉开差距。
目前,还在实验室进行硒化反应的是第三代5系列3D-PDI,这个材料非常关键,如果其相较于第二代5系列有所提高,大概率可以将此策略同步应用于6/8系列。
那么,今天的任务也确定了,投三个反应,大批量合成第二代5/6/8系列分子,并做好第三代5系列分子的反应后处理。
返回微电子楼,学姐和学妹都还没来,许秋便独自前往实验室,打开窗户通风。
硒化反应预计的反应时间是12小时,190摄氏度的高温,反应条件算是比较激烈,不过因为有氮气保护、PDI分子的化学稳定性好而且没什么可能的副反应发生,倒是不怎么用担心。
许秋本来想点板看看的,但高温反应加上氮气保护,想拿到反应瓶内的溶液必须降至室温才行,之后还要重新三抽三排除氧,再次升温,太过麻烦,便只好作罢。
‘反正也不急这一时,便再等它三四个小时,刚好这段时间可以把那三个反应投了。’
想到这里,许秋开始准备实验,光环化反应,只有一种反应原料,就是第一代3D-PDI分子,碘单质作为催化剂。
其实说碘单质是催化剂,并不是很严谨,因为催化剂自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化,而实际上碘在反应过程中是有消耗的,当两个碳原子成环,直接用碳碳单键连接时,会脱掉两个氢原子,刚好和碘单质结合,形成碘化氢。
许秋先架起重蒸甲苯的装置,随后点板检测了三种反应原料的纯度。
一切准备就绪,他取来三个干净的反应瓶,加入称量好的三种第一代3D-PDI分子,这次反应,他直接把昨天分离、提纯得到的库存全部用上了,每种大约300-400毫克。
随后,加入100毫升重蒸后的甲苯溶解原料,加入1毫克的碘单质,架好500瓦的高压汞灯,开始反应。
整个过程许秋都非常小心,因为这次是大批量的反应,不容有失。
……
大约九点半,陈婉清和韩嘉莹一同出现在A501门口。
三人有说有笑的闲聊了一阵,许秋留在了办公室,另外两人则前往实验室。
想到昨天文章封面的事情,许秋给田晴发了个微信消息:“田晴学姐,封面的事情,怎么样了?”
很快收到回复,“我已经做出初稿了,你看看怎么样?”“[图片]”
许秋点开图片,明显是田晴手绘的,整体风格是一如既往的卡通风格,不过现在没有完整上色,部分只是简单勾勒出了线条。
内容非常丰富,看的出她是下了不少功夫的,而且她对有机光伏的理解也不低。
左上方是一个金黄色的太阳,不断辐射着太阳光,作为能量的起始;
右上方是卡通化的PCE11分子和PC[70]BM分子,笑嘻嘻的手拉着手,似乎在说“我们都有光明的未来”,这是许秋文章的核心亮点。
左下方是有机太阳能电池器件一层层的解剖图,包括玻璃基底/ITO/传输层1/有效层/传输层2/金属电极;右下方是有效层的放大图,或者说是显微形貌。
在这两部分中,田晴展现出了太阳能光能转换为电能的整个过程:
材料吸收光能、激子(电子/空穴对)的产生、激子拆分为自由电子/空穴、自由电子/空穴分别在受体/给体内部输运、电子/空穴被电极收集,形成光电流。
总体上,许秋还是比较满意的,便回复道:“画的不错,给魏老师看过了嘛。”
“看过了,他说还可以,学弟你有没有什么意见呀?”田晴回复。
“PC[70]BM核心是C-70是椭球形得,图中画成球形了,可以改一改。”许秋想了想,提出了一个小问题。
“好的,我改一下,今天上好色,再用PS后期处理一下,就能定稿。”
“田晴学姐辛苦了,等回去请你吃饭。”
PS:月初求月票,上个月更新了差不多20W字,这个月我会继续加油,争取多多爆发!
230 进步,谁不想呢?(月初求月票)
打发了田晴学姐,许秋在办公室写了一会儿综述,掐算好时间,在十一点整的时候,进入实验室,直接来到通风橱,关停硒化反应,将反应瓶从油浴锅中升起。
在等待反应瓶冷却的过程中,进行准备工作。
先是从酸的专用试剂柜中取来浓盐酸,转移至通风橱中。
观察了一番试剂瓶,发现上面的纸标签有些微微泛黄,显然是被氧化腐蚀了。
盐酸,即氯化氢的水溶液,算是有机实验室常用酸当中最安全的之一。
浓盐酸的浓度约12摩尔每升,现在需要120毫升2摩尔每升的稀盐酸。
许秋直接在通风橱中量取20毫升的浓盐酸,倒入一次性PE杯中,然后加入100毫升的水进行稀释。
因为盐酸的挥发性很强,所以在打开试剂瓶盖后同样会形成类似发烟硝酸那样的白雾,而且隐约能闻到一丝“酸酸的”味道。
虽然通风橱可以将大部分气体、粉尘通过抽风机抽走,但还是会有一些气体分子成为漏网之鱼。
待反应瓶恢复至常温,许秋赶忙点板检查反应情况。
最近涉及的体系都是PDI,展开剂的配方不需要怎么摸索,石油醚:二氯甲烷1:1的体积比基本是万金油的组合。
许秋很快拿到了结果,这次终于不用喊卧槽了,点板结果比较正常。
原料的点非常浅,模模糊糊的勉强可以看到,有一个深色的主要产物点,以及两个非常浅的样品点,初步估计产率在80%以上。
主要产物点对应的,大概率是三个硝基位点均被硒取代后的产物,也就是目标产物,而另外两个样品点,可能是一取代、二取代产物或其他副产物。
许秋将反应瓶内的溶液直接倒入配好的稀盐酸中,3D-PDI分子迅速析出。
接着用布氏漏斗抽滤、反复水洗、用pH试纸确认将酸洗干净、放入真空烘箱,设定70摄氏度烘干。
搞定了产物的后处理,许秋开始收拾实验垃圾。
顺便看了眼通风橱中高压汞灯照射的光环化反应,一切正常。
这三个反应都要持续大约24小时? 要到明天才能关停反应。
返回办公室? 许秋和学姐、学妹汇合,一同前往食堂。
“学妹? 你那两个的硼酸酯化反应进展怎么样?”许秋随意问道。
“参考师兄的意见? 昨天提高了反应温度,适当延长了反应时间? 多加了一倍的催化剂,”顿了顿? 韩嘉莹继续道:
“现在的产率略有提升? 勉强到了40%左右,虽然提纯仍有点麻烦,但勉强可以进一步反应下去。”
“那还好,“许秋点点头? “微波反应器虽然已经计划购买了? 但远水解不了近渴,一时半会儿肯定指望不上,还是要靠我们自己,现在产率能有40%也够了。”
“是呀,”韩嘉莹反问一句? “师兄,你呢?”
“我呀? 还可以吧,现在已经开发到第三代3D-PDI分子了? 得到的经验可以直接沿用在你的那两个体系上。”许秋怕露馅就没有细说,因为很多结论是通过模拟实验室II得出的? 并没有现实的实验依据。
“嗯嗯? 我先试着用这两种核单元? 合成初代3D-PDI分子吧。”韩嘉莹点点头。
“学姐呢,经常看你闷声追剧,实验进展如何?”许秋开玩笑道。
陈婉清突然被cue,呆了一下,迅速反驳,“我哪有经常追剧,总共就看了一集好伐。”
“至于实验嘛,上午把A单元处理好了,下午D、A反应,正式合成C4最终产物。”
又聊了一会儿实验,三人走到了食堂门口,然后话题迅速歪到了“今天吃什么”上面。
……
吃过中饭,三人返回微电子楼,在楼下大门处,他们碰到了另外一伙人。
五男三女,其中有一个刚好是许秋的熟人,孙一凡,因为个头很高,非常具有很高辨识度。
许秋顿时了然,这些人应该都是万有声的学生,看年龄有几个估计是博后,他们的主要实验室在张疆,邯丹只有一个办公室。
其他人看到许秋和孙一凡一副熟识的样子,都识趣的先行一步,留下他们两人在微电子楼门口。
“好巧。”许秋拍了拍孙一凡的肩膀,招呼道。
“是啊,我们上次见面好像还是在上学期吧。”孙一凡感慨。
“不,前几天班会上我还看到你来着。”许秋开了个玩笑。
“也对,”孙一凡爽朗一笑,“不过那天班会我坐的太靠前了,倒是没看到你,你最近经常来张疆吗。”
“还好吧,我们有两个实验室,张疆主要做合成,邯丹主要做器件,所以要两头跑。”许秋无奈摊手,换了个话题,“对了,你毕业设计做的怎么样了?”
“刚刚开了个题,一个博后师兄带着我做实验,凑点数据出来没什么问题,你呢?”话刚出口,孙一凡拍了拍脑门,“听别人说你都发好几篇文章,毕业设计是肯定不成问题啦。”
“哪有。”许秋谦虚的摆摆手。
科研圈子很小,像他这么能打的本科生,名声早就在系里传开了,尤其是同级的保研生多多少少都了解他的事迹。
当然,名声想进一步传到系外、校外就很难了。
研究学者不是明星网红,发一篇Nature这种业界轰动的事件,可能连热搜都上不去。
两人又客套了一会儿,道别离开。
说起来,虽然许秋他们和万有声课题组同处一栋实验楼,但由于处在不同的楼层,而且对方是B开头的实验室,垂直位置上离得也很远,两拨人几乎没有碰面的机会。
偶尔在门口遇见,由于没有熟人,也没什么交流。
万有声也是做半导体相关的,不过主要研究方向是光探测器,是一名“长江”学者,在没有院士坐镇的材料系,算是顶尖的教授了,也因此他的课题组博士后的比例不低。
魏兴思是“青年千人”,和万有声的“长江”相比,还是有不小的差距的。
“青千”的进阶路线,下一级通常是“杰青”,之后才是“长江”,再往上就是院士了。