view in publisher's site

Sulfur- and Nitrogen-Containing Porous Donor–Acceptor Polymers as Real-Time Optical and Chemical Sensors

Fully aromatic, organic polymers have the advantage of being composed from light, abundant elements, and are hailed as candidates in electronic and optical devices “beyond silicon”, yet, applications that make use of their π-conjugated backbone and optical bandgap are lacking outside of heterogeneous catalysis. Herein, we use a series of sulfur- and nitrogen-containing porous polymers (SNPs) as real-time optical and electronic sensors reversibly triggered and reset by acid and ammonia vapors. Our SNPs incorporate donor–acceptor and donor–donor motifs in extended networks and enable us to study the changes in bulk conductivity, optical bandgap, and fluorescence lifetimes as a function of π-electron de/localization in the pristine and protonated states. Interestingly, we find that protonated donor–acceptor polymers show a decrease of the optical bandgap by 0.42 to 0.76 eV and longer fluorescence lifetimes. In contrast, protonation of a donor–donor polymer does not affect its bandgap; however, it leads to an increase of electrical conductivity by up to 25-fold and shorter fluorescence lifetimes. The design strategies highlighted in this study open new avenues toward useful chemical switches and sensors based on modular purely organic materials.

گوگرد - و Nitrogen - - Acceptor Donor - Acceptor Polymers به عنوان سنسورهای نوری و نوری زمان واقعی

پلیمرهای کاملا آروماتیک، این مزیت را دارند که از عناصر سبک و فراوان تشکیل شده‌باشند و به عنوان نامزدهای در دستگاه‌های الکترونیکی و نوری "فراتر از سیلیکون" مورد استقبال قرار می‌گیرند، اما از کاربردهای آن استفاده از ستون π conjugated و شکاف نوری آن‌ها خارج از کاتالیز ناهمگن است. Herein، ما از یک سری از پلیمرهای متخلخل و نیتروژن حاوی نیتروژن (SNPs)به عنوان سنسورهای نوری و الکترونیکی زمان واقعی استفاده می‌کنیم که با بخار اسیدی و آمونیاک راه‌اندازی و راه‌اندازی می‌شوند. SNPs ما نقش دهنده - گیرنده و دهنده - دهنده دهنده را در شبکه‌های گسترده بکار می‌برند و ما را قادر می‌سازند تا تغییرات در رسانایی حجمی، شکاف نوری، و طول عمر فلورسنس را به عنوان تابعی از موقعیت π - الکترون در حالت‌های اولیه و پروتونه مطالعه نماییم. جالب است که ما متوجه شدیم که پلیمرهای donor دهنده پروتونه شده، کاهش شکاف نوری با استفاده از ۰.۴۲ تا ۰.۷۶ eV و طول عمره‌ای طولانی‌تر را نشان می‌دهند. در مقابل، پروتونه شدن یک پلیمر دهنده دهنده بر شکاف نواری آن تاثیر نمی‌گذارد؛ با این حال، منجر به افزایش رسانایی الکتریکی تا ۲۵ برابر و طول عمر fluorescence کوتاه‌تر می‌شود. استراتژی‌های طراحی برجسته در این مطالعه راه‌های جدیدی را برای سوییچ‌های شیمیایی مفید و سنسورها براساس مواد خالص مدولار، باز می‌کند.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.