簡述
對氰基辛氧基聯(lián)苯(又名4-辛氧基聯(lián)苯腈或4-氰基-4'-正辛氧基聯(lián)苯)，分子式為C21H25NO，分子量為307.43，一般僅用于實(shí)驗(yàn)研發(fā)，是重要的液晶材料。關(guān)于該物質(zhì)的物理性質(zhì)，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下：密度：1.03 g/cm3；熔點(diǎn)：51-77℃；沸點(diǎn)：455.2℃ at 760 mmHg；閃點(diǎn)：＞230°F；折射率：1.552。
液晶微流體驅(qū)動是一個(gè)快速發(fā)展的領(lǐng)域，實(shí)驗(yàn)探討驅(qū)動參數(shù)（電場強(qiáng)度和頻率）和材料參數(shù)（拉伸彈性常數(shù)、彎曲彈性常數(shù)和粘度系數(shù)）對液晶微驅(qū)動效果的影響以及驅(qū)動參數(shù)對介電分子的傾斜角度范圍的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)分子傾斜角接近90°時(shí)，對氰基辛氧基聯(lián)苯液晶材料的最大驅(qū)動速度可達(dá)19μm/s[1]。
合成方法
以對羥基聯(lián)苯為原料，先磺酰化，再在4-位上進(jìn)行碘代，碘代物經(jīng)水解后再進(jìn)行烷基化，最后氰化可得到目的產(chǎn)物對氰基辛氧基聯(lián)苯。該方法反應(yīng)簡單，原料易得，后處理簡便，總得率高，工藝成熟為制備對氰基辛氧基聯(lián)苯等烷氧基氰基聯(lián)苯類液晶提供了一條新的合成途徑[2]。
有關(guān)研究
聚合物太陽能電池作為利用太陽能的一種低成本器件，其光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到了10%以上。對于給定的給受體材料，活性層的微觀形貌是決定其性能的重要因素，調(diào)控活性層形貌對于提高器件效率具有重要的意義。液晶(LC)是一類介于固體和液體之間的相態(tài)，同時(shí)具備晶體以及液體的性質(zhì)，具有優(yōu)良的電學(xué)以及光電性能。將液晶分子作為第三組分引入活性層中，可望誘導(dǎo)給受體材料的結(jié)晶與相分離，并調(diào)節(jié)能級匹配。實(shí)驗(yàn)合成對氰基辛氧基聯(lián)苯(8OCB)液晶小分子，將其作為第三組分摻雜到聚3-己基噻吩(P3HT)與[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PC61BM)共混體系中。通過在不同的溫度下退火，調(diào)控共混物薄膜的結(jié)構(gòu)與形貌。發(fā)現(xiàn)當(dāng)對氰基辛氧基聯(lián)苯液晶分子含量為6wt%，且在液晶相溫度區(qū)間70℃下退火時(shí)，相應(yīng)的太陽能電池器件效率可達(dá)最高值3.5%，且空穴的遷移率也最大。退火溫度為70℃時(shí)，液晶處于各向異性狀態(tài)，對氰基辛氧基聯(lián)苯液晶分子能夠誘導(dǎo)P3HT分子鏈形成有序的結(jié)晶，而當(dāng)退火溫度為130℃時(shí)，液晶進(jìn)入各向同性狀態(tài)，對P3HT分子鏈的誘導(dǎo)作用消失，相應(yīng)的器件性能與形貌也變差。退火溫度從室溫升至70℃和130℃時(shí)，P3HT結(jié)晶片層間距從16.22變?yōu)?6.50和17.04，說明在較高溫度下，PCBM和對氰基辛氧基聯(lián)苯液晶分子能進(jìn)入P3HT結(jié)晶的片層區(qū)域。液晶分子與P3HT之間不相溶，但是可以作為模板調(diào)控活性層形成更優(yōu)化的形貌[3]。
參考文獻(xiàn)
[1]Zhi Sun，Chun-Bo Liu，Analysis of factors influencing about the effects of the liquid crystal micro fluid drive。DOI:10.1080/00150193.2023.2227063.
[2]張皋,馮凱.SI法合成4-辛氧基-4′-氰基聯(lián)苯液晶[J].火炸藥, 1993(2):4.DOI:CNKI:SUN:HZYY.0.1993-02-010.
[3]呂凌劍.外場下液晶分子調(diào)控活性層形貌的機(jī)理及其太陽能電池性能[D].南昌大學(xué),2015.