光控可裂解苝二酰亚胺前体实现精准溶解度调控及高性能薄膜制备

为解决苝二酰亚胺(PDI)材料溶解度与电子性能难以兼顾的难题，研究人员创新性提出光笼策略，设计合成可溶性N,N'-二(5-十二烷氧基-2-硝基苄基)乙酸酯-苝四甲酰二亚胺前体，通过365 nm光照精准切断邻硝基苄基(ONB)连接键，实现溶液→固态直接转化，制备出表面粗糙度仅2.8 nm、掺杂后电导率达3.7×10?2 S cm?1的高质量PDI薄膜，为有机半导体溶液加工提供新范式。

　　

光化学笼锁策略为破解苝二酰亚胺(perylene diimides, PDI)材料的"溶解悖论"带来曙光。研究者巧妙设计了一种可溶性分子——N,N'-二(5-十二烷氧基-2-硝基苄基)乙酸酯-3,4,9,10-苝四甲酰二亚胺，其亚胺位通过光敏性邻硝基苄基(ortho-nitrobenzyl, ONB)连接着增溶烷氧链。当365 nm紫外光照射时，ONB键如同"分子剪刀"般精准断裂，使增溶基团瞬间脱落，溶液中的前体分子即刻转变为不溶性PDI衍生物。

光谱分析显示，这种光解行为在溶液和固态中均高效进行（溶液体系600秒内转化率>76%）。更令人振奋的是，该技术可直接在溶液状态下通过光照"一键成型"制备高质量PDI薄膜，其表面平整度堪比镜面（粗糙度仅2.8 nm），经化学掺杂后电导率飙升至3.7×10^?2 S cm^?1。这项研究开创了时空可控的有机半导体薄膜制备新方法，为平衡溶解性与电荷传输性能提供了革命性思路，或将改写高性能有机电子器件的溶液加工规则。