长程激子扩散的均一π-π堆叠共轭聚合物矩形片晶：二维有机半导体纳米结构新突破

来自国际团队的研究人员通过种子生长法制备了高度有序的结晶性聚二正己基芴（PDHF）矩形片晶胶束，解决了有机半导体二维纳米材料结晶度低、能量传输能力不足的难题。该结构在π-π堆叠方向展现出优异的长程各向异性激子扩散特性，扩散系数达2.56±0.52 cm2 s-1，扩散长度超过500 nm，为光电器件和光催化应用提供了新材料平台。

　　

这项突破性研究展示了种子生长法制备高度有序的聚二正己基芴（poly(di-n-hexylfluorene), PDHF）矩形片晶胶束。这些二维纳米结构的核心由倾斜排列的芴单元通过π-π堆叠（π-π stacking）构建，烷基侧链则通过疏溶剂作用形成有序排列。这种独特的结构使得材料在π-π堆叠方向表现出惊人的长程各向异性激子扩散（exciton diffusion）特性，扩散系数高达2.56±0.52 cm² s^-1，扩散距离突破500纳米大关。

更有趣的是，研究人员构建了具有同心斑块的分段片晶共胶束，这些斑块包含不同的电晕结构。实验观察到高效的能量转移现象：从中心高能核心到外围低能聚噻吩（polythiophene）电晕的能量转移可在数百纳米范围内实现。这些发现为设计新型二维有机半导体纳米结构开辟了道路，在光电（optoelectronics）、传感和光催化（photocatalysis）等领域展现出广阔应用前景。