共轭聚合物墨水热循环过程中聚集行为与结晶动力学的X射线散射解析

来自前沿材料科学领域的研究人员针对共轭聚合物墨水在热循环过程中结构演变机制不明的难题，通过集成变温X射线散射(VT-XRD)、掠入射X射线散射(GIXS)和显微技术，揭示了单次热循环可提升分子有序堆积和电荷迁移率，而过度循环会导致过度聚集和性能衰减。该研究为有机电子器件制造提供了重要的工艺优化指导，特别验证了邻二甲苯(o-xylene)溶剂对PM6聚合物的稳定作用。

　　

这项突破性研究揭示了共轭聚合物墨水在热循环过程中的动态演变规律。作为有机光电器件的核心材料，这些聚合物在溶解和存储过程中经历多次加热冷却循环，但其微观结构变化始终是个黑箱。研究团队创新性地构建了多尺度表征体系，通过变温X射线散射技术捕捉到：单次热循环能促进分子链紧密堆积，形成更规整的晶体结构，使电荷迁移率显著提升；但反复循环会导致过度聚集，破坏分子排列有序性。有趣的是，不同聚合物表现迥异——SY-PPV和PM6形成更大聚集体，而IDTBT则出现明显的结构碎片化，这种差异源于材料本征的结构有序度。特别值得注意的是，溶剂筛选实验发现邻二甲苯(o-xylene)能有效抑制PM6的过度聚集，这对开发环境友好型加工工艺具有重要启示。该研究不仅建立了热历史-聚集态-器件性能的构效关系模型，更为有机电子产业的可持续制造提供了科学依据。