近日，西南大学化学化工学院李明教授、何荣幸教授团队在材料化学领域国际知名期刊《Advanced Functional Materials》上在线发表了题为“Meta-stable molecular configuration enables thermally stable and solution processable organic charge transporting materials”（介稳分子构型构建热力学稳定且溶液可处理的有机电荷传输材料）的研究论文，首次使用“介稳构型”这一概念阐述了分子热稳定性和溶解度之间取得平衡的微观机制，提出了构建兼具超高稳定性和优异溶液可加工性的有机电荷传输材料的新思路。
合成稳定性和溶液可加工性都优良的电荷传输材料一直是钙钛矿太阳能电池领域面对的挑战之一。该课题组以四羧酸二亚胺衍生物（NDI-ID）分子为理论模型，研究并深刻揭示了分子构型变化与其热稳定性和溶解度之间的关系，发现了介稳构型在材料稳定性和溶液可加工性二者之间实现平衡的关键机理：NDI-ID的热稳定性可通过分子内/分子间氢键的增加而增强，这表明构型的刚性赋予了膜相的形貌稳定性；同时，在溶剂化过程中，材料分子的拓扑发生动态转化，其中材料分子与溶剂分子发生相互作用而使得材料分子内氢键被减弱，最终导致溶解度的增加。该研究工作揭示了结构动力学对材料性能的重要作用，为设计高效稳定电荷传输材料提供了新思路。
硕士研究生刘田和孙匡世为该论文共同第一作者，李明教授为论文通讯作者，何荣幸教授为论文共同通讯作者，西南大学为唯一完成单位。该研究工作得到了国家自然科学基金、重庆市英才计划等项目的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202000729
