本质上可拉伸的聚合物半导体对柔性电子产品要求很高。然而，对于聚合物半导体来说，实现固有拉伸性和电荷传输性能之间的协同作用仍然具有挑战性。

近日，中科院化学所Deqing Zhang，Cheng Li通过将非中心对称螺[环烷烃- 1,9'-芴]（螺-芴）单元并入，将三元共聚物优化为具有良好延展性和高电荷迁移率的本征可拉伸聚合物半导体基于二酮吡咯并吡咯 (DPP) 的共轭聚合物的主链。

文章要点

1）结果表明，与不含螺芴单元的母体 DPP 基共轭聚合物相比，这些三元共聚物表现出明显的高开裂应变，并且它们的拉伸模量显着降低。它们在 100% 应变下，甚至在 50% 应变下重复拉伸和释放循环 500 次后，同时表现出高电荷迁移率 (>1.0 cm2V-1s-1)。

2）三元共聚物 P2，其中环丙烷与螺 - 芴单元连接，是报道最充分的本征可拉伸聚合物半导体之一，即使在 150% 应变下，其迁移率也高达 3.1 cm2V-1s-1，重复后迁移率高达 1.4 cm2V-1s-1拉伸和释放循环1000次。

3）基于二维掠入射广角 X 射线散射 (GIWAXS) 和吸收光谱数据，主链中非中心对称螺 - 芴单元的随机存在导致薄膜结晶度降低。然而，相应的链间层状和 π-π 堆叠距离缩短，因为螺 - 芴单元不包含庞大的烷基链。

这些三元共聚物薄膜的这种微观结构同时满足了拉伸性和电荷迁移率的结构要求。

参考文献

Xiaobo Yu, et al, Intrinsically Stretchable Polymer Semiconductors with Good Ductility and High Charge Mobility through Reducing the Central Symmetry of the Conjugated Backbone Units, Adv. Mater., 2023

DOI:10.1002/adma.202209896

https://doi.org/10.1002/adma.202210746