我有科研辅助系统 第225节

  材料系大班长订的位置是在学校旁边的皇冠假日酒店,地理位置非常好,这家酒店建立在魔都综合大学的南区和本部必经之路之间,据说是五星级酒店,一晚上的房费要大几百,贵一点的话差不多上千。

  现在走红毯活动只是租一间大厅作为场地,而且还是群体活动,因此均摊下来并不算贵。

  对于这种集体活动,许秋本来是不太感兴趣的,不过他看了看旁边的学妹,征询了一下她的意见:“班级组织毕业红毯活动,你说要不要去?”

  “去呗,为什么不呢?”韩嘉莹理所当然道:“怎么说都是三年的同学呀。”

  “那我就报名了。”许秋顿了顿,突然说道:“这种活动一般都是要带家属的,你也和我一块吗?”

  韩嘉莹扭捏了一阵子,细若蚊语说道:“嗯~”

  晚上,韩嘉莹开始处理她的反应,因为这次反应用到了微波反应器,所以只需要四个小时便可以结束。

  一共两个反应,许秋和学妹一人一个,分别进行处理,先是将反应溶液滴入甲醇中析出聚合物、过滤、真空干燥,然后架设索氏提取装置,用甲醇、丙酮、正己烷进行清洗。

  随着实验经验的丰富,再加上微波反应器的使用,原先做聚合反应要一周,现在只需要两三天,就能够得到最终的产物。

  周二,邬胜男已经把她的那篇电致荧光变色的文章投掉了,陈婉清IEIC体系的表征数据也补齐了,于是她们两人也和许秋、韩嘉莹一起到了张疆。

  以至于早上魏老师到办公室的时候,发现216房间里只有段云一个人。

  “其他人呢?”魏兴思问道。

  段云也是一脸懵,但还是回复道:“吴菲菲应该是上课去了,田晴不清楚,许秋他们估计去张疆了?”

  “好吧。”魏老师点点头,仔细想了想,‘吴菲菲现在算是博士一年级,硕博连读还要额外修读十几学分的课程,今天好像是有课,田晴早上给我发了消息,说身体不舒服,要晚点过来,可能要下午,许秋他们……我等下给他打个电话吧。’

  于是,许秋正在做实验前准备的时候,收到了魏老师的电话,并表示“其他人都在这里”,还让她们各自叫了几声,魏老师叮嘱了一番“注意安全”,便挂断了电话。

  只是苦了段云,整个上午他一共被魏老师找了四次,每当魏兴思途径216办公室的时候,都要进去看看段云在干什么。

  张疆实验室这边,韩嘉莹自行处理了她两种产物H31和H32的索氏提取装置,并将提取液切换为氯仿,再次进行提取。

  陈婉清开始IEICO、IEICS的合成,IDT、ICIN单元都有存货,她只需要合成中央带有不同侧链的噻吩(T)单元即可,就是反应步骤略长,想要得到最终产物,一共需要五步反应,而且其中还有两个反应是新反应,一个反应是正丁基锂的低温反应,估计得合成一周以上的时间。

  许秋和邬胜男则要进行ADA类型非富勒烯受体材料的最后一步反应,即醛基化的D单元和A单元反应,形成ADA结构。

  这步反应需要用到吡啶……

  之前都是学姐在用,现在终于轮到他们了。

  为了不影响其他人的正常实验,许秋和邬胜男只能到晚上才开始进行实验。

  他们白天也是有事情要做的,那便是对昨天的反应进行后处理,先是用二氯甲烷萃取,然后水洗、干燥、拌样。

  之前那批一次性硅胶柱,经过多次重复使用,比较干净的柱子越来越少了,许秋挑了半天还是放弃了。

  因此,这次过柱子他们选择了手动填柱子,许秋和邬胜男两人在通风橱旁“duang”“duang”了十多分钟,终于填好了两根柱子。

  接下来的过柱子操作并不难,用到的仍然是石油醚/二氯甲烷的体系,因为他们合成的材料分子结构比较类似,主体部分都是大的共轭稠环结构,极性变化并不大。

  晚上,学姐和学妹均完成了自己的反应,实验室被空了出来,成为了许秋和邬胜男的舞台。

  他们两人戴好防毒面具,穿戴好防护服以及三层手套,开窗通风,做足了准备工作,这才从试剂柜中取出吡啶试剂,开始投反应。

  这次合成出来的有三种受体单元,分别是ICIN-2F/2Cl/DM,同时还有两种给体单元IDTT和FN,如果再加上初始的一种给体单元IDT和一种受体单元ICIN,那便是四种A单元,三种D单元,两两组合的话,一共有12种变化的可能性。

  许秋他们自然不可能一次性投12个反应,一方面是实力不允许,另一方面,在这种探索性质的研究过程中,通常都是采用控制变量法,给、受体单元最好只有一个是新单元,这样最终器件性能提升了或是降低了,就比较容易进行分析。

  最终,许秋决定首次反应先合成IDTT-ICIN,IDT-ICIN-4F、IDT-ICIN-4Cl三种结构,邬胜男那边则是FN-ICIN、IDT-ICIN-DM两种结构。

  开始实验。

  首先,分别称量醛基化的D单元和A单元,做到了最后一步反应,可以直接拿到最终的ADA材料,不需要像之前那样一次性合成好多,只要得到100-200毫克产物,够用就行。

  接着,用30毫升的氯仿溶剂溶解醛基化的D单元和A单元,再加入1毫升的吡啶,并接入氮气球提供氮气的保护氛围。

  最后,将反应容器置于70摄氏度的油浴锅中,加热搅拌回流反应15小时。(加热温度超过溶剂沸点,反应容器内的液态溶剂会沸腾,部分液态分子会转化为气态溶剂分子,气态溶剂分子向上移动,在冷凝管处被冷却为液态,重新流回反应容器的过程,叫做回流。)

  五个反应投完,许秋和邬胜男继续戴着防毒面具,检查了一圈实验室,然后保持通风橱常开的状态,关停实验室。

  不得不说,防毒面具的效果确实非常强大,之前在戴着的状态下,许秋完全闻不到什么异味,现在走在实验室的门口,刚刚脱下面具,他就闻到了一股淡淡的吡啶的臭味。

  许秋和邬胜男在通风处吹了十多分钟夏日的热风,这才返回A501办公室。

  周三,有机四人组再次齐聚张疆。

  许秋和邬胜男进行昨天五个反应的后处理。

  因为用到的吡啶不是主要溶剂,每个反应只加入了1毫升,所以处理起来倒不是很麻烦,直接把产物倒入200毫升的甲醇中,小分子ADA产物析出,然后过滤、干燥,接着重新溶解、拌样、过柱子,含有吡啶的甲醇废液则加入少量盐酸进行处理。

  过一根柱子大约要一到两个小时,再加上中途中饭、晚饭的时间,许秋和邬胜男忙活到晚上八点多,终于拿到了五种ADA类型的非富勒烯受体,产量均在100-200毫克。

  学妹也通过旋蒸氯仿溶剂、滴入甲醇、过滤、真空烘干,获得了她的H31、H32产物。

  四人中,只有学姐还没有拿到最终产物,她的反应还在进行中,一共五步的反应,现在只完成了两步。

  许秋将五种产物连同学妹的两种产物带回邯丹,同时复制到模拟实验室中,安排模拟实验人员开始器件性能的测试。

  虽然模拟实验室II相对于现实的时间比例是1:1,但只要积分足够,模拟实验人员可以没日没夜的干活,而且一共有两个人,对于这种重复性劳动的工作,效率肯定是远超许秋在现实中进行实验。

  因此,许秋还给模拟实验人员安排了第二优先级的工作,让他们代为合成另外七种ADA非富勒烯受体材料。

  检验成果的时候,终于到了。

  

302 大丰收!(求订阅)

   周四早上七点,寝室。

  许秋准时睁开双眼,看了看另外两个铺位,陶焱的位置是空着的,只有一床被子,现在他应该在地球上的某个角落快活着呢,任斌则还在呼呼大睡。

  心中推算了一番,经过十多个小时,模拟实验室II的结果应该已经出来了。

  想到这里,许秋腾地一下从床上弹了起来,然后特意去洗手间洗了一把脸,这才重新躺回床上,搓了搓手,进入模拟实验室中。

  果然,几种新材料的器件性能摸索已经全部完成,目前模拟实验人员已经开始昨日许秋安排的第二优先级任务,正在进行合成实验。

  许秋忙看向器件性能的结果。

  结果越看越惊喜,大丰收啊!

  最高效率,达到了10.12%!

  和那篇刚刚发表不久的徐正宏课题组在《自然·材料》中报道的IDTBR体系相当!

  许秋不禁开始想象,要是能提前半年、一年拿到现在的结果,可能发表这篇《自然·材料》文章的,就是他以及魏老师课题组。

  不过,大概率会比较困难。

  像这种《自然》大子刊级别的文章发表,不单单要看当前工作做的怎么样,还要看前期工作,而且通讯作者的加成也会起到很重要的作用。

  就比如徐正宏课题组发表这篇《自然·材料》之前,他们在开创了ADA这个领域,并发表了大量的研究工作,虽然可以理解为是灌水,但何尝不也是推动着这个领域的发展呢。

  毕竟,除了那种颠覆性的发现,例如用胶带制备石墨烯,大多数的领域想要发展都是一点点磨出来的,我们看到的是最终的IDTBR,在看不到的地方,可能还有其他数种,数十种不为人知的结构。

  至于通讯作者的加成,也很好理解。

  因为“同行评审”的机制,大佬的文章更容易过稿,而普通的科研工作者想要出头,就要付出更多的努力,得到更好的成果才行,就比如这篇IDTBR的工作,如果换个普通的科研工作者投稿,大概率得到的审稿意见就是“建议转投NC”,最终只能发表一篇《自然·通讯》,档次就差了一截,除非把效率做到11%、甚至12%,才有机会上《自然·材料》。

  要说这种制度不公平,也确实不公平,大佬就是有特权。

  但这世上本来也没有绝对的公平,维持相对公平就已经非常难了。

  要知道,大多数的大佬在成为大佬之前,也是从普通科研工作者一步步爬上去的。

  不是有那句来自灵魂的拷问:“我家三代人的努力,凭什么输给你十年寒窗苦读?”

  道理都是共通的。

  另一方面,徐正宏课题组发表的《自然·材料》,也影响到近期有机光伏非富勒烯领域在《自然》大子刊级别期刊的发文难度。

  像这种热门期刊,要兼顾不同领域的工作,不可能让同一领域重复发表太多文章的,除非是那种大热门的领域,或是某一领域短期连续取得重大突破。

  而现在许秋10%的效率,谈得上是突破,却不算重大突破。

  将心中的杂念抛开,许秋开始仔细分析数据。

  不论如何,作为科研工作者,最核心的还是要把自己的工作做好。

  一共有上千个器件的J-V数据结果,光是分析这些庞杂的数据,许秋就花费了半个小时的时间,也得到了不少结论:

  第一,最佳的体系为H22:IDTT-ICIN,效率达到了10.12%,原先H22:IDT-ICIN体系的效率是7.6%,这表明IDTT单元相比于原先的IDT单元,光电性能提升了不少。

  许秋立刻认识到IDTT-ICIN将是一个非常重要的标样体系,便将IDTT-ICIN命名为ITIC,对于标样体系来说,名称简单一些比较好,就比如PCE10、P3HT、PCE11、PCBM这些。名字简单就容易被其他人记忆,也容易得到同行们的认可。

  此外,ITIC的体系,和3D-PDI体系不同,这种ADA分子的最优器件加工条件,不需要退火后处理,也不需要溶剂添加剂,只需要正常的喷涂即可,非常的简单,很“干净”。

  而且,正常旋涂出来的器件性能要比喷涂法制备的器件低2%左右,仅为8.33%,如果其他人不知道喷涂这个技巧,就会比较难以重复出来这个结果。

  第二,基于IDT-ICIN-4F/4Cl/DM这些结构,性能相较于IDT-ICIN,-4F和-DM体系有所提高,幅度也不算小,从6.22%分别提升到了8.92%和8.06%,而-4Cl体系反而略微降低,至5.77%。

  第三,学妹的H3x体系,也就是在BDT单元上引入氟原子后,器件的性能并没有提高,反而略微降低。

  根据现有的文献,从统计学上来看,BDT上引入氟原子,性能提升的概率大概在20%左右,当然的想法是虽然这个概率不高,但也值得尝试,现在扑街了,也没什么大不了的。

  因为哪怕是扑街的材料,和ITIC结合,器件性能也有8.72%,最后拿出来水一篇ACSAMI还是没什么问题的。

  第四,博后学姐的FN-ICIN体系,被许秋简称为FNIC,效率最高可达9.64%,最优的匹配给体为窄带隙的PCE10,而非宽带隙的H22系列。

  许秋推断可能是分子共轭长度延长,光吸收范围会向近红外的方向移动,以至于和窄带隙的材料形成互补的光吸收。

  他顺手让模拟实验人员测了一个光吸收光谱,得以验证,IDT-ICIN、ITIC、FNIC的共轭长度分别为5、7、9,光吸收的范围大致各为550-750、600-800、650-850,也就是共轭长度每提高2,光吸收大约红移50纳米。

  除了得出了四个结论外,许秋还顺便想出了接下来的优化方向。

  第一优先级,合成IDTT-ICIN-4F、IDTT-ICIN-DM和FN-ICIN-4F,分别被他简称为IT-4F、IT-DM和FN-4F。

  第二优先级,合成单氟、单甲基取代的ICIN-F,ICIN-M单元,单氯取代的结构合成出来意义不大。这样做既可以发文章,又可以明晰引入杂原子、甲基的数量对器件性能的影响。很多时候虽然能够大概猜测到变化趋势,但没有把材料合成出来,再经过测试,那就只是猜测而已。

  第三优先级,侧链修饰,使用噻吩侧链以及苯环间位连接己基的侧链取代ITIC体系中苯环对位连接己基的侧链。

  和当初冲刺效率的时候不同,那时候是新结构,达到多少多少的标准,差不多就是什么档次的文章,比如8%就是二区,10%就是一区。

  现在对于这些新工作来说,相当于同属一个类似的结构,器件的效率只要保持在一定数值以上,不一定每次都取得效率突破,只要把故事讲得好听,也能够发表不差的文章,比如AM这样顶刊级别的文章。

  当然,想要发表更好文章,比如《自然》主刊、大子刊级别的,还是要把效率做上去,至少也要打破现有的效率记录。

  

303 可以留一手,但是没必要(求订阅)

   上午八点五十分,邯丹校区前往张疆校区的校车点。

  许秋和韩嘉莹、陈婉清在此分别,独自向材一走去。

  学姐和学妹则前往张疆,分别继续合成IEICO、IEICS非富勒烯受体材料,以及H4x、PBDB-T体系的宽带隙给体材料。

  许秋到达材一216,门锁着,他是第一个到的。

  经过这一年来的观察,许秋发现了一个现象:

  像吴菲菲、陈婉清她们晚上有时候能在办公室加班到凌晨12点,但是很少见她们提前来办公室,除非是有一大早的测试实验。

  也就是“可以晚走,但不会早到”,还是蛮有意思的。

  许秋用一卡通开启门禁,进入216房间内,从书包中取出笔记本电脑,打开CHEMDRAW软件,开始基于早上的三个优化方向,绘制几种材料的合成路线,一共做了三页的PPT,待用。

  明天周五,他就要和魏老师一起去津城的开南大学进行访问交流,就算要合成也只能等下周。

  他们将乘坐高铁从魔都到津城,车票是周一吴菲菲代为购买的,往返的票都已经买好。

  因为不是春运之类的高峰期,所以高铁或是动车票还是非常好买的,毕竟二等座都要500软妹币左右,商务座更是1500软妹币以上,价格很贵,自然对乘客进行了筛选,大多数乘客还是倾向于K字头、T字头等硬座火车的,价格会便宜不少,只有150软妹币左右。

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