第七十五章 確定合成方案

我有科研輔助系統 第七十五章 確定合成方案

晚飯后，許秋沒有去實驗室，而是提前返回了寢室。

沒有人在寢室，任斌應該是還沒返校，陶焱則不知道去哪里浪了。

難道他也去實驗室了？今天可是周日。

算了，不管他。

許秋躺在床上，進入模擬實驗室，打開系統界面。

學姐的DFT技能熟練度只有三階50%，想要進行五階100%的推演，需要先升級。

“系統，將DFT熟練度推演至五階。”

推演DFT至五階0%，需要50%*100+1000=1050積分。是否推演？

“推演。”

推演成功。

“系統，花費500積分，兌換1次五階100%DFT教學，限定聚合物分析。”

兌換成功。

虛擬影像出現。

模擬小人在使用DFT模擬軟件前，先是敲了一段神秘代碼，將生成的文件放到了軟件的根目錄下，才打開軟件。

軟件界面旁邊出現一個新的插件，模擬小人又往里面輸入了很多參數。

最后，他才導入聚合物單個結構單元的分子結構，運行軟件。

大約二十分鐘后，電腦得出了模擬結果，運算過程，許秋是快進的。

他發現了一個嚴重的問題。

那就是模擬小人演示的這種聚合物大分子，和有機光伏材料采用的共軛共聚物的分子結構差別比較大。

許秋有些懊惱，還是草率了啊，應該限定的更加具體的，比如限定共軛共聚物的分析。

不過他沒有放棄，繼續看下去，遇到不是想要的結構就直接快進到下一個。

好在沒過多久，只刷了十幾個片段，他就得到了共軛共聚物的高階模擬計算方法。

他將神秘代碼和參數都記錄到了模擬實驗室的大電腦中。

雖然他并不能完全理解這些代碼和參數的具體功能，但是并不妨礙他直接使用它們。

……

許秋退出高階教學影像，回到模擬實驗室，打算嘗試一下進階版的DFT模擬。

思索片刻，他決定用經典的PTB7-TH分子試試水。

他將自己的筆記本電腦也復制進模擬實驗室，打開Chemdraw軟件，畫好PTB7-TH的兩個結構單元。

其中，D單元為BDT，A單元為TT。

然后將該分子結構導入到大電腦中，設置好參數，開始模擬。

二十多分鐘后，計算完成。

速度有些慢，許秋尋思著，或許可以找臺高性能的計算機，幫他做模擬計算，能秒出結果的那種最好。

“系統，可以幫我復制臺超算過來嗎？”

權限不足，請求駁回，當前宿主只能復制10米范圍內的物品和技能。

好吧，看來行不通。

而且，他短期內也沒有接觸超算中心的機會，據他所知，全國有七處超算中心，但沒有一所在魔都。

不過，他可以退而求其次。

到學校里做計算物理、計算化學或是計算材料學的實驗室，蹭一臺能夠進行高性能運算的服務器應該也暫時夠用了。

比如，魏老師對門219辦公室的裴子材教授，就是做“無機半導體材料和介電材料的第一性原理計算”。

許秋選修過裴子材的計算材料學課程，這個老師還是比較有意思的。

他在上課的時候，總是會忍不住笑出來，不是很能控制自己的面部表情，也因此同學們私下稱他為“裴哈哈”。

……

在等待計算結果的過程中，許秋也找了很多關于PTB7-TH的文獻，并總結了PTB7-TH的各項性能，主要是能級和禁帶寬度。

與文獻對照后發現，模擬計算出來的數據與實際上還是有一定的差距的，偏差值大約在0-0.4電子伏特左右。

相較于原始未改進的版本，這個差距已經非常小了。

原始的DFT模擬，因為把大分子材料當做小分子材料進行計算，所以測試出來能級的誤差通常在0.5電子伏特以上，而禁帶寬度的誤差甚至超過了1電子伏特。

要知道，合適的光伏材料，禁帶寬度也就是在1-2電子伏特之間，這誤差都接近50%了，甚至已經不能說是誤差了。

這也是學姐之前說這種方法使用的人越來越少的原因。

對于改進版本后，仍存在的小幅誤差，許秋也考慮了可能的原因：

一方面，像PTB7-TH這種分子，它其中的一個結構單元，TT，不是軸對稱的，因此它在大分子中的排布規律不確定。

假如所有的TT單元都朝著一個方向排布，那么得到的大分子材料的結晶性能就較強，禁帶寬度也較小，性能通常也比較好。

反之，如果是胡亂排列，材料的性能則較差。

另一方面，他學過有機化學，知道合成反應都是存在副反應的。

理想情況下，你想讓小分子單元手拉手連成一條直線，形成一條直直的大分子鏈。

但實際情況可能是有的人手拉著別人的腳，有的人頭發被別人扯住了，還有人斷了胳膊斷了腿。

雖然上述情況發生的可能性很小，或許只有1%-5%。

但對于數十數百個這樣的人，總會出現各種意外，導致最終得到的材料并不是理想中的材料，而存在缺陷。

因此，理論得到的結果終究還是需要用實踐來檢驗。

……

許秋用軟件畫出他構想中的分子結構，然后進行進階DFT模擬計算。

A單元他選擇了結構簡單的苯并噻二唑BT單元，D單元則選擇了噻吩，從一個噻吩到四個相連的噻吩，分別為T、2T、3T、4T。

模擬計算需要一個半小時的時間，他開啟了2倍時間加速。

在這段時間內，因為不能離開模擬實驗室，他索性在里面做起了組會PPT。

上周學姐考慮到他第一次參加組會，沒有經驗，才替他把他的工作講了，這周他就要自己上場了。

先是這周的實驗進展，包括器件性能的重復性測試、穩定性測試。

然后是他設計的分子的合成路線。

看似他設計了四個分子，但實際上是四類分子，因為合成中的變化特別多。

比如可以改變支鏈的大小、種類、位置、數量，可以選擇是否引入雜原子，可以改變雜原子的位置、數量等等。

當他完成組會PPT后，模擬結果也全部出來了。

從能級結構和禁帶寬度上來看，四類分子都是比較合適的光伏材料。

不過，也只是理論上的。