《高分子化学》的老师则在心中暗想:“我们组三年发表的高质量文章数量,都没有许秋一个本科生一年的多……”
这话他自然是没有说出来,实在是难以启齿,不过他看向许秋的眼神变得热切许多,心中盘算着:“要是能够把他……”
魏兴思很快发现了《高分子化学》的老师的不自然,笑着直言道:“你就别多想了,许秋现在已经是我的直博生了。”
《高分子化学》的老师顿了顿,无奈道:“哎,我怎么就收不到这样的学生。”
其实,他现在是有机会抢学生的,毕竟许秋还没有正式入学,有很多的操作空间,哪怕在入学后,也是可以更换指导老师的。
不过,科研圈子都是要脸要皮的地方,除非是那种有直接利益冲突的两人,不然一般不会做到抢学生这种程度。
因此,在魏兴思强势表态后,《高分子化学》的老师也没了其他的心思。
下面的老师们交流声音虽然不大,但许秋还是隐约能听到的。一方面,讲台距离第一排座位非常近;另一方面,这个答辩汇报对许秋来说压力不大,哪怕他闭着眼睛,不看PPT,都能讲出来,因此他也没有投入全部的注意力。
许秋面不改色,语速微微加快。
此时,他已经讲完绪论部分,开始讲第一个工作:
“这是我发表在AM上的工作,我设计、合成了一种高结晶性的聚合物给体材料PCE11,它与传统富勒烯衍生物材料PC[70]BM结合,制备的有机太阳能电池器件,最高光电转换效率,可达11.11%……”
另外三个工作一笔带过:“PCE11材料的原始材料,PBT4T的开发工作,发表在了ACSAMI,基于PCE11的侧链调控工作,发表在了AEM,此外,还有一个基于柔性衬底的工作,发表在了《大分子》上……”
“这是我在本科期间获得的学术成果,发表的文章……”
“最后,感谢我的导师魏兴思教授,感谢各位答辩老师参加我的毕业答辩。”
许秋演讲结束后,周数学掐停了秒表,说道:“时间把控的非常好,九分四十秒,各位老师们有什么问题吗?”
几位老师翻看着许秋的毕业设计,没有人发言,他们刚才一直在聊天,完全没有认真听许秋的汇报……
周数学只好亲自出马,说道:“简述一下有机光伏领域,目前你认为最主要的问题。”
“目前,最主要的问题……”许秋重复说了一遍,考虑了片刻,侃侃而谈道:“就是有机光伏领域的光电转换效率,相较于传统无机硅太阳能电池,以及新兴的钙钛矿光伏器件,仍然比较低。”
“从短路电流密度的角度来看,一方面,受限于有机光伏材料的激子吸收,导致的光吸收范围比较窄,另一方面激子扩散距离较短,难以制备膜厚超过200、300纳米的厚膜,通常有效层的膜厚仅为100纳米左右,进一步提高了光吸收损失。”
“从器件开路电压的角度来看,传统富勒烯体系的能量损失比较高,且需要超过0.3电子伏特的HOMO/LUMO能级差作为驱动力,才能够实现有效的激子拆分。”
周数学点点头,追问道:“那你觉得接下来的改进方法是什么?”
许秋继续道:“开发非富勒烯受体材料,一方面弥补了传统富勒烯材料几乎不吸收可见光的缺点,另一方面有实验证据表明非富勒烯体系的能量损失以及驱动力要求方面和传统富勒烯领域不同,有机会同时提高短路电流密度(Jsc),而不牺牲开路电压(Voc),打破传统富勒烯领域Jsc和Voc的跷跷板关系……”
“这也是我接下来的研究方向,已经有了初步的成果,不过没有放在这里……”
“好的,你们几位老师也来提几个问题。”周数学左右看看。其实他也只是听懂了个大概,毕竟行业不同,隔行如隔山。
“11%效率这个数值在有机光伏领域算什么水平?”教《材化化学》的老师出口问道。
“目前世界纪录为12.21%,是基于PCE10:PC[70]BM的体系。”许秋回复道。
“哇,那很接近了啊,不错。”教《材化化学》的老师感慨了一句,然后不再做声,低头在评分表上进行打分。
接下来,其余的几位老师都参考着许秋的毕业论文,正经的提了一些问题,许秋一一解答。
最后,周数学总结道:“答辩结束,许秋同学你可以离开了,顺便把下一位同学叫进来。”
“谢谢各位老师。”许秋又和答辩评委道了一声,转身离开,他瞥了一眼下一位参与答辩的同学,是邓祖新,班里成绩居中的一位同学,存在感不高,毕业后应该是选择直接工作。
许秋在心中默默的对他表达了歉意,排在我后面,毕设的成绩估计多半会受到影响吧。
一路溜达着回到材料一楼216,许秋发现课题组的另外六人全部都在。
“学妹,你怎么没去张疆做合成呀。”许秋好奇问道。
韩嘉莹刚想开口,田晴主动解释道:“是这样的,今天是六一儿童节,我们决定组团去吃开封菜的儿童套餐,据说可以获得一个小的玩具,许秋你也一起来吧。”
许秋看了眼学妹,见她一副跃跃欲试的样子,便点点头,说道:“刚好魏老师被本科生毕业答辩给拖住了,计划的挺周密嘛。”
田晴嘿嘿一笑,说道:“他去年没有参加我的答辩,今年是第一次参加,不知道需要这么长的时间,如果提前知道的话,我估计他不一定会参与了。”
“那倒是。”许秋点点头,按照魏老师的性格,这种事情他一般都是能推就推的。
上午十一点半,众人浩浩荡荡的,朝大学路旁边商圈的开封菜杀了过去。
然后,发现店里人茫茫多,有一部分都是附近魔都综合大学的学生,还有一些旁边CBD里的白领,甚至还有周边小区里的大妈大爷团……
许秋内心吐槽,果然不论老少,人人都有一颗童心啊……
“我们怎么办?”段云犹豫道:“要不要……”
“来都来了,点好餐,取个号等等吧。”田晴看着黑压压的人群,咬咬牙说道。
“那吃什么?”段云又问道。
“我提前侦查过了,今年的主题是宝可梦系列,一共有三种玩具,每点一份套餐都会送一个,我们集齐一套就好。”田晴想了想,提议道:
“我们七个人,点三份双人餐,然后在加一个全家桶吧。”
“行。”
“可以。”
“没问题。”
众人都没有意见,田晴便扫码从手机上直接下了单。
等待了半个多小时,终于取到了餐食,拿到了附送的三种不同的玩具,包括游泳圈的达达鸭、胖丁皮神八音盒以及皮神西瓜水壶,众人围坐在一张桌子上,几个女生兴致勃勃的对着玩具拍照。
韩嘉莹也发了一条朋友圈,几张配图,再加上一句话:
“好看的皮囊千篇一律,可爱的灵魂要过六一。”
许秋虽然很想吐槽,但迫于压力,还是去点了个赞。
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毕业答辩过后的时光,对大多数的大四本科生来说,是最后的狂欢时刻。
因为再之后,不论是进入社会,踏入工作岗位,从螺丝钉开始干起,还是出国、保研进入课题组,继续做科研、深造,学生时代自由自在的日子都将一去不返。
不同人有不同的选择,许秋的两个室友,陶焱开始筹备毕业旅行,据说他计划好了要用一个月的时间环游世界;任斌则待在寝室爆肝游戏,算是对之后碰不到电脑的两年进行弥补。
至于许秋,决定继续在科研领域拼搏。
接下来的实验规划,许秋很早就开始做了,药品都已经提前买好。
下午,他又再次完善了一番,得到了最终的版本,总体上还是按照之前的四种优化路径。
第一种和第二种路径,均是对IDT单元进行改性,分别优化共轭主链以及侧链。
许秋找到了几年前IDT单元最初被报道的文献,拿到了IDT的合成方法,它的分子结构虽然看起来挺复杂的,但合成路线却意外的简单,只需要三步。
第一步,2,5位置二溴取代的对二苯甲酸乙酯(B)与单三甲基锡取代的噻吩(T)单元反应,反应类型为Stille反应,生成T-B-T以碳碳单键相连接的结构,其中B单元,也就是苯环上连接着两个甲酸乙酯的基团。
第二步,用正丁基锂和酯基反应,再加入1,4位置分别被溴和己基取代的苯,原来酯基的位置上便连接了两个己基苯基,作为侧链被引入,同时生成一个羟基。
第三步,用硫酸和醋酸催化,羟基和隔壁噻吩环上的一个氢原子脱水成环,形成五个线性稠环的结构,也就是TTBTT的结构,其中,中间的两个T单元上各自连接两个己基苯基的侧链,这便是商业化IDT的结构。
基于IDT的结构,许秋顿时想出了合成路线:
在第一步的地方,可以将T单元改为TT单元,其他步骤不变,就可以得到具有七个线性共轭稠环结构,即TTTBTTT结构,这种结构被许秋命名为IDTT,以此类推,还可以合成出一系列的材料出来。
许秋展开头脑风暴,一共构思了十数种结构出来:中间的核单元可以是苯环,也可以是苯并二噻吩BDT,还可以引入两个单元的核单元,得到共轭稠环数位偶数的单元。
在第二步的地方,可以更改侧链的类型,从而引入噻吩侧链,不同位置的苯环侧链,以及其他侧链。
除了改性IDT单元的方案,还有优化ICIN单元的结构,也就是第三种路径。
类似的,许秋翻到了一篇零几年的文献,上面介绍了“一种合成1,3-茚二酮的方法”:
第一步,邻苯二甲酸和乙酸酐反应,生成邻苯二甲酸酐。
第二步,邻苯二甲酸酐在乙酸酐、三乙胺、乙酰乙酸叔丁酯的条件下反应,形成1,3-茚二酮。
只要在第一步的邻苯二甲酸上引入基团,通过类似的反应就能得到1,3-茚二酮的衍生物,再将其和丙二腈反应,最终即可获得ICIN的衍生物。
许秋初步计划,引入单甲基、双甲基、单氟原子、双氟原子、单氯原子、双氯原子。
其中,甲基和氯原子的引入难度相对比较小,原材料可以直接买到,而且也不需要额外的步骤。
不过,引入氟原子的难度和危险性就有所提高,因为要用到氟化钾试剂,而且还要额外的反应步骤。
至于第四种路径,陈婉清学姐已经开始进行了,许秋就暂时没有考虑。
许秋的整体打算,是自己每种方案都先合成一两种材料出来,在熟悉了全部的合成实验后,就可以让模拟实验室中两个模拟实验人员,帮忙进行其他同类材料的合成。
毕竟模拟实验人员开始工作的前提,是必须要许秋自己做过类似的实验才行。
晚上八点多,快到九点,魏兴思才从外面回来,红光满面的。
看来系里没有亏待他们几个负责答辩的老师,应该是出去快活了一番。
魏老师直接找到许秋,交待道:“这次毕业答辩,你是材化的第一名,分数99分,我向周数学提议把你的毕业论文提交上去,评选魔都十大优秀本科生毕业论文,问题应该不大。”
许秋“嗯”了一声,没有多言,这都是意料之中的事情。
魏兴思继续说道:“许秋你接下来,有什么安排,要是想出去玩一玩,我给你放一个月的假,两个月也行。”
许秋当场惊了个讶,心中暗想:“这话居然能从魏老师的口中说出来,还真是有些奇怪呢,一般他不都是希望学生能够多多干活的嘛。”
不过,许秋早已经做好了决定,也就没有多犹豫,直接说道:“我打算继续做实验,而且已经规划好了接下来的实验路线。”
“好,很好,”魏兴思连说了两个好,朝许秋摆了摆手示意:“拿来给我看看吧,到我办公室。”
许秋带上U盘,跟随魏老师进入218房间。
魏兴思在电脑上打开许秋总结的PPT文件,开始认真查看,时而和许秋讨论几句,几分钟后,满意的点点头:“总体上,我觉得计划做的非常不错。”
“不过呢……”魏兴思话锋一转:“这工作量会不会有些太大了,同时要进行三个方向的摸索,还设计出了这么多分子结构来。”
许秋刚想解释,魏兴思继续说道:“陈婉清和韩嘉莹她们现在都有各自的工作要忙,要不,我把新来的博后邬胜男分配给你?”
“这样……“许秋本来想说“这样不太好吧,那可是博后啊”,话到嘴边却改了口:“老师您问一问邬胜男的意见吧,她现在还有钙钛矿量子点的工作……”
“钙钛矿量子点倒是不要紧,当时本来也就是买TRPL时顺带想出来的研究方向,一个新领域想出成果也并不容易,我估计她也不见得乐意做,等下我当面问下她就是了。”魏兴思顿了顿,说道:
“对了,过段时间,我要去龚远江那边做一场学术汇报,到时候你和我一起过去吧,他们那边的生源多,可能会有一个博士交换生过来,和他们组一起合作发几篇文章,这也是当时收下那台加热式匀胶机时谈好的条件。”
“好的。”许秋点点头,学术圈里通常也都是等价交换,PY都是要付出代价的。
不过,这对于许秋来说是好事,要是邬胜男能够加入,再加上一个博士交流生,有机光伏的团队人数就扩展到五人了,也算是一个不小的队伍了。
而且,自己俨然有组里小老板的样子,在自己做实验的同时,把想法告诉其他人,然后让她们帮忙实现,想想还是非常的爽的。
事情交待完毕,魏兴思从冰箱中取出一罐椰汁,塞给许秋,并说道:“你去忙吧,顺便帮我把邬胜男叫过来。”
“魏老师找我,什么事?”邬胜男得到了许秋的消息,疑惑问道。
“嗯……具体我也不是很清楚,好像是要调整你的研究方向。”许秋喝了一口椰汁,想了想还是没有细说,要是说了出来,结果邬胜男不愿意来有机光伏这边,自己岂不是很尴尬。
“这样啊。”邬胜男似有所悟的点点头,起身前往218。
见到邬胜男,魏兴思直接开门见山道:“许秋那边的有机光伏领域非富勒烯材料的开发,现在比较缺人手,我的意思是你过去帮帮他。”
邬胜男心里激动,这正是之前她刚来课题组后的想法,找许秋抱大腿。不论什么什么领域,选择都是大于努力的,跟对了人,就可以事半功倍。而她的诉求也非常简单粗暴,多发几篇好文章,然后找个好一点的学校,解决自己的副教授教职,假如她博后在国内混两年,副教授肯定是没着落的,最多是一个讲师,如果有几篇JACS、AM之类的文章支持,那就不一样了,直接特聘副教授都是有机会的。
之前邬胜男一直没有找到合适的机会找魏老师商量,现在居然是魏老师主动提出,她虽然心里激动,脸上却没有表现出来,矜持道:“既然是魏老师的安排,我接受。”
“那行,”魏兴思也不意外,淡淡说道:“钙钛矿量子点的领域,可以先缓缓,你一边弄手头的两篇文章,一边帮许秋开始做做实验,把各种合成反应先熟悉起来。
随后魏老师又补充道:“你也看到了,现在非富勒烯领域劲头正盛,比你的荧光发光材料好发文章多了,在这里多发点文章,然后找个好一点的学校,直接解决副教授不是问题。”