isoindigo是什麼意思,isoindigo的意思翻譯、用法、同義詞、例句
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異靛
專業解析
isoindigo(異靛藍)是一種重要的有機電子材料核心結構單元,屬于靛藍類染料的異構體。它在有機半導體領域,特别是聚合物太陽能電池(OPVs)和有機場效應晶體管(OFETs)中扮演着關鍵角色。以下是其詳細解釋:
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化學結構與特性
- Isoindigo 是由兩個融合的吲哚酮環通過中心雙鍵連接而成的平面型芳香稠環分子。其結構與靛藍(Indigo)相似,但鍵合位置不同,導緻了異構現象(因此名稱以 "iso-" 開頭)。這種平面剛性結構有利于分子間的 π-π 堆積,對電荷傳輸至關重要。
- 它本身是一個強吸電子單元(Electron-withdrawing unit),具有較低的LUMO(最低未占分子軌道)能級。當與給電子單元(Electron-donating unit)共聚時,可以形成具有窄帶隙的給體-受體(D-A)型共轭聚合物或小分子,能夠有效吸收近紅外光區的太陽光。
- 與靛藍相比,isoindigo 通常表現出更好的溶解性和可加工性,以及可調節的光電性能。
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物理性質
- Isoindigo 本身通常呈現深色(如紫色或深藍色),這是其強吸收特性的直觀體現。
- 其熔點和溶解性取決于具體的取代基(如烷基鍊)。引入柔性烷基鍊(如己基、辛基)是提高其在有機溶劑中溶解度的常用策略,這對于溶液法制備器件至關重要。
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主要應用領域
- 聚合物太陽能電池 (OPVs): 基于 isoindigo 的 D-A 共聚物是高效 OPV 材料體系的重要組成部分。它們能夠實現寬光譜吸收(特别是近紅外區)和合適的能級匹配,有助于提高光電轉換效率(PCE)。研究人員通過優化聚合物結構(如選擇不同的給體單元、調整烷基側鍊)不斷提升其性能。
- 有機場效應晶體管 (OFETs): 由于其良好的平面性和有效的 π-π 堆積,基于 isoindigo 的半導體材料(聚合物或小分子)也常用于制備 OFETs,表現出較高的載流子遷移率(尤其是空穴遷移率),適用于柔性電子器件。
- 其他: 在有機光電探測器、傳感器等領域也有潛在應用價值。
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合成
- 标準的合成路線通常以靛紅(Isatin)為起始原料,經過烷基化保護氮原子後,再與溴代乙酸乙酯(或類似試劑)發生縮合反應,最後脫保護得到 isoindigo 核心骨架。其 N 位(吲哚酮氮)可以被烷基化以改善溶解性。
總結來說,isoindigo 是一種具有平面、強吸電子特性的芳香稠環化合物,是現代有機電子學,尤其是高效有機太陽能電池和晶體管材料設計中不可或缺的關鍵構築單元。其結構易于修飾,光電性能可調,為開發高性能有機半導體器件提供了廣闊的平台。
參考來源:
- PubChem Compound Database: Isoindigo (CID 13624457). National Center for Biotechnology Information. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Isoindigo (提供基礎化學結構信息與特性描述)。
- Li, W., et al. (2018). Isoindigo-Based Polymers for High-Performance Organic Solar Cells. Journal of Materials Chemistry C, 6(28), 7529-7545. Royal Society of Chemistry. DOI: 10.1039/C8TC01263K (綜述其在太陽能電池中的應用與性能優化)。
- Wang, E., et al. (2020). High-Mobility Isoindigo-Based Conjugated Polymers for Organic Field-Effect Transistors. Advanced Functional Materials, 30(30), 2001874. Wiley Online Library. DOI: 10.1002/adfm.202001874 (讨論其在晶體管中的高遷移率表現)。
網絡擴展資料
以下是關于“isoindigo”的詳細解釋:
1. 基本定義與化學性質
- 化學名稱:Isoindigo(異靛藍)是一種有機化合物,屬于靛藍(Indigo)染料的衍生物或異構體。其化學式為C₁₆H₁₀N₂O₂,分子量為262.27。
- 結構特征:分子包含兩個内酰胺環,具有強吸電子特性,常用于供體-受體(D-A)共轭聚合物的受體部分。
2. 與靛藍(Indigo)的關聯
- 關系:Isoindigo是靛藍的結構類似物,但存在異構化差異(如取代基或環結構不同)。靛藍本身是一種天然染料,從植物中提取,顔色為靛藍色。
- 功能差異:相比靛藍,Isoindigo因電子特性更突出,常用于電子材料領域,而非傳統染色。
3. 應用領域
- 電子材料:作為有機半導體材料,用于場效應晶體管(FET)等器件的制備。
- 染料與顔料:雖不如靛藍常見,但仍可用于特殊染色或顔料合成。
4. 其他信息
- 詞源與發音:名稱中的“iso-”表示“異構”,發音可參考“indigo”(/ˈɪndɪɡoʊ/)。
- 安全性:具體毒性和操作規範需參考專業化學品安全數據表(SDS)。
如需進一步了解化學結構或合成方法,建議查閱專業化學數據庫或文獻。
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