Design of layered, (C,N,S)-based donor-acceptor materials

Abstract

Od roku 2016 existují celosvětově více mobilních telefonů než lidé na Země, a ve všech těchto zařízeních jsou požity vzácné přírodní materiály (CRM). Například běžně používané tranzistory na bázi křemíku jsou těžko chemicky modifikovat. Hlavní nevýhodou anorganických materiálů pro výrobu fotočlánků a fotokatalýzatorů je jejich vysoký obsah vzácných materiálů, nízká kvantová efektivita a fotodegradaci. V posledních letech výzkum je zaměřen na vývoj nových vysoce efektivních zařízení pro optické a elektronické aplikace, které úplně neobsahují CRM. Pro řešení těchto problémů, materiálové chemici hledají nové cesty k vytváření udržitelnějších a spolehlivějších materiálů. Z tohoto pokladu k nejslibnějším kandidátům patří pórovité organické π-konjugované polymery (POPs), a v posledních deseti letech ony získaly obrovskou použitelnost ve výzkumu materiálů, zejména v oblasti fotokatalýzy, opto- a elektrochemické senzoriky a mikroelektroniky. Syntetická rozmanitost, chemická a fyzikální stabilita, a také poměrně nízké výrobní náklady a škálovatelnost umožňují POPs překonat nevýhody anorganických materiálů. Navíc nepřítomnost vzácných prvků v čistě organické struktuře POPs dělá tyto materiály šetrnější k životnímu prostředí. Představili jsme podtřídu organických porézních polymerů obsahujících síru a dusík...

Since 2016 there are world-wide more mobile phone contracts than people on the planet, and in all these devices critical raw materials (CRMs) are incorporated.[1] For instance, commonly used silicon-based transistors are limited in their chemical modularity. Inorganic materials for solar cells and photocatalysis suffer from critical raw elements content, low apparent quantum efficiencies and photodegradation. Hence, considerable research interest in recent years is focused on development of new high-performance devices for optical and electronic applications that avoid CRMs entirely. To address all these problems materials chemists are exploring for new pathways towards making more sustainable and reliable materials. In that respect, porous organic π- conjugated polymers (POPs) are among the most promising candidates and have gained tremendous attention in materials research over the last decade, especially in the fields of photocatalysis, opto- and electrochemical sensorics, and microelectronics. Synthetic diversity, chemical and physical stability, as well as comparatively low production costs and scalability enable POPs to overcome the drawbacks of inorganic materials. Moreover, the absence of rare earth elements in the purely organic structure of POPs makes these materials more environmentally...