214 進擊的學妹與放飛自我的學姐

我有科研輔助系統 214 進擊的學妹與放飛自我的學姐

許秋之前和深城那家光電公司要來的小樣，已經寄到了材一門房。

他忙取了回來，一共有七種聚合物給體材料，每種10毫克到20毫克不等，用的是小玻璃瓶包裝的，他也沒有刻意避諱其他人，簡單解釋了下來路。

材料呈現藍色、紫色或是黑色纖維狀，許秋檢查了一番后，很是滿意，將它們復制到模擬實驗室中，并傳入旋涂手套箱中保存。

昨天報道后，他順便在選課網站上選了課，這學期只有一門《畢業設計》，相當于沒有課，陳婉清博士二年級，課程已經全部修讀完畢，韓嘉瑩倒有兩門課，不過不在周一。

于是，午飯后，有機三人組乘坐校車前往張疆實驗室。

陳婉清上周完成了D單元的醛基化并成功提純，這周打算重新合成上周失敗了的A單元。

許秋和韓嘉瑩則打算繼續進行PDI體系的第三步反應，合成二聚體PDI。

PDI的二聚體有兩類，一種是橋接型，另一種是扭轉型。

橋接型的合成，兩分子的單溴代PDI和一分子的雙三甲基錫取代的D單元反應，生成PDIDPDI的結構，D單元可以是噻吩、雙噻吩、乙烯基等具有共軛結構的單元，反應原理是Stille反應，類似于之前合成聚合物給體分子，但由于PDI是單溴取代的，反應會停留在二聚體，而無法繼續反應生成聚合物。

扭轉型的合成是個新反應，兩分子的單溴代PDI，在鋅粉、零價鈀催化劑作用下，發生偶聯反應，得到PDIPDI的結構，通常采用DMF作為溶劑。

雖然算是新反應，但兩個反應的難度并不大，屬于入門級的實驗。

辦公室中，只有許秋、韓嘉瑩二人在做實驗前的準備，陳婉清只是重復上周的實驗因此不需要準備工作。

“師兄我們怎么分工？”韓嘉瑩坐在電腦問道。

“每人投兩個反應，一種橋接型一種扭轉型的”許秋隨意道：“就按照我們之前合成的順序吧，我做1號、2號你做3號、4號，1、3號橋接型2、4號扭轉型每種投100毫克試試水。”

“沒問題。”韓嘉瑩立刻開始操作手中的筆記本電腦，計算著各反應物的投料量。

之前她們在CHEMDRAW軟件中繪制過反應步驟，直接框選原料的分子結構，軟件就能計算出其相對分子質量。

將幾種原料、催化劑的相對分子質量輸入到預設的“投料質量計算”EXCEL中再輸入幾種試劑的投料當量，最后確定某一原料的初始質量，即可自動計算每種試劑的投料量。

幾分鐘后，韓嘉瑩手中拿起四張便簽紙，將其中兩張交給許秋問道：“師兄，等下的實驗有什么注意事項嗎？”她已經養成了實驗前請教許秋的習慣了。

許秋想了想道：“一方面要保證無水無氧條件催化劑用的是零價鈀嘛，你應該懂的另一方面的話，要保證產物的純度等下反應前再點一次板確認一下。”

韓嘉瑩點點頭深以為然道：“有道理陳婉清學姐上周就是前車之鑒啊，七八個樣品點，就像糖葫蘆一樣。”

帶著便簽紙，兩人進入實驗室，將他們貼在通風櫥的玻璃上。

說起來，通風櫥的玻璃，在許秋進課題組前曾被段云寫滿了記號，后來在吳菲菲和陳婉清的一致要求下，他才用乙醇、丙酮這些溶劑給擦洗干凈了。

現在段云幾乎不來張疆做實驗了，他的材料，包括N2200、PVDF以及幾種金屬納米線，都是找商業化的渠道購買，然后直接在邯丹的手套箱中完成制備，再用他自己搭設的測試設備進行測試。

而田晴新負責起來的鈣鈦礦量子點項目，之后倒是有可能要來張疆做合成。

開始實驗。

重蒸溶劑，這回的四個反應選擇的都是DMF溶劑，其實和以往一樣用甲苯，理論上也是可以的，不過文獻上寫的是DMF，他們也就沒有更換。

準備反應瓶，加入磁力攪拌子，準備氮氣球。

點板確認藥品純度，稱量藥品，加入溶劑，連接冷凝裝置、氮氣球，三抽三排。

加入催化劑，三抽三排，迅速升溫，外部貼鋁箔紙保護反應瓶。

搞定，橙紅色的溶液猶如一鍋番茄湯。

另外一個反應的步驟也是類似的，許秋很快再次搞定。

然后，他驚訝的發現，韓嘉瑩投反應的速度竟不慢于他多少，只落后他一分鐘不到。

想想也不奇怪，學姐做實驗屬于穩健型的，因而比較慢，學妹做實驗還是比較莽的，有點像他。

韓嘉瑩收拾著通風踹中的實驗垃圾，隨口問道：“這周我們要回邯丹做器件嗎？”

許秋想了想道：“等這次的產物提純后，回去做幾批器件吧。”

這主要是給學妹和魏老師一個交待，他們不似他有模擬實驗系統，可以直接拿到效率數據，其次，陳婉清之后幾天也要用到液相色譜儀，他們前往邯丹的話，剛好可以錯峰使用。

“師兄覺得效率能有多少呀？”

“我猜56吧，畢竟幾乎是完全重復現有體系的，總不能比文獻的數值還要高吧。”之前簡單PDI分子能達到3.5，現在改性后的PDI二聚體達到5以上，理論上并不難，除非是合成反應失敗了。

“可惜這個結果不能用來發文章。”

“那沒辦法，二聚體已經被研究很多年了，分子結構就有限，基本上能想到的結構都被發表了，”許秋話鋒一轉：“不過，3DPDI的操作空間就大很多了，中間的核可以隨意調節，有非常多的可能性。”

“其實關于3DPDI這段時間我也一直在思考，有了一些實驗想法。”

“哦，說來聽聽。”許秋眼前一亮，頓時有了興趣。

“常見有機光伏材料中，同為芳香環的噻吩環的應用明顯多于苯環，但第一篇3DPDI的工作，他們采用的是三苯胺，并沒有引入噻吩。”韓嘉瑩頓了頓，繼續道：

“我覺得或許可以基于他們的體系進行改進，比如在苯環上連接三個，甚至四個噻吩，再和PDI分子相連，形成3DPDI結構。”

“師兄，你覺得怎么樣？”說完，韓嘉瑩滿臉期待的盯著許秋。

“這個想法不錯，有一定的可行性。”許秋自然不吝贊揚，學妹聽到后很是開心，眼睛瞇成了一個小月牙。

之前大多數的時候都是他提出實驗想法，讓學妹執行，而現在她已經產生了自己的實驗想法，而且分析的還是有一定道理的。

這讓他不禁產生兒子終于養大了的感覺。

其實，這段時間許秋也沒有閑著，他抽空羅列出若干種可行的分子結構。

然后配合模擬實驗室的DFT模擬，排除掉一些空間位阻不合理的結構，得到十數種可行方案，而學妹的這個想法就是他的備選方案之一。

之后，許秋和韓嘉瑩提純了四種產物。

因為原料很純，且這步反應幾乎沒什么副反應，得到的主要產物均只有一種，提純難度并不高。

產率大致在5070之間，只有幾十毫克的產物，不過倒也暫時夠用。

上周學妹送樣的表征數據陸續返回，結果和許秋在模擬實驗室II中得到的近乎一致，收到消息后韓嘉瑩和陳婉清皆是一喜。

學妹是因為表征結果驗證了她之前的猜想是正確的，而且之后她和許秋投的反應都是基于她的“推斷”，自然很開心。

學姐則是因為驗證了D單元是雙醛基取代的，可以安心的進行后置的反應。

此外，許秋他們也取得基于合成的PDI分子的第一批器件數據，效率最高值5.21，體系是PCE10:PBI5，器件當然是韓嘉瑩做的。

PBI就是PDI二聚體的名稱，后面再加上代表其側鏈碳原子數的數字，或是橋單元的名稱，比如PBI5、PBI2T之類的。

許秋用模擬實驗室II，消耗12小時，1200積分，基于四種PDI二聚體受體，初步遍歷了一遍現有的給體庫，效率最高值是5.86。

然后，收獲了兩個初步的實驗結論：

第一，橋接型的PDI二聚體比扭轉型的光電性能差，當然這只是個初步結論，因為變量還有很多，也可能和中間橋單元的選擇有關。

第二，在PDI分子二聚后，對側鏈碳原子的數量要求多于簡單PDI分子，許秋推測是因為單個分子的尺度變大了，所以需要更多的側鏈才能保證原有的溶解度。

總得來說，PDI體系的地基已經打實。

而有機三人組名義上的老大，陳婉清則一直留在張疆實驗室，甚至周六都跑過去加了一天班。

歷時兩周，終于功夫不負有心人，拿到了她合成出來的第一批ADA小分子，并被她命名為C1。

雖然許秋和韓嘉瑩都吐槽了這個命名，但學姐并沒有要改的意思，看來是打算放飛自我了。

然后，許秋在周日偷偷用模擬實驗室II幫她實驗了一下——基于當前給體庫，耗時5小時，初步遍歷得到的最高效率只有0.67。

也不知道學姐得到這個結果會做何感想。

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