復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系與聚合物分子工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室鄧勇輝課題組在兩親性嵌段共聚物導(dǎo)向合成新型氣敏半導(dǎo)體材料研究方面取得新進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)采用“bottom-up”的超分子組裝理念，利用實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)合成的富含sp2雜化碳的有機(jī)兩親性嵌段共聚物（如PEO-b-PS）與無機(jī)雜多酸簇分子（如硅鎢酸）之間協(xié)同作用，在分子尺度操控有機(jī)大分子與無機(jī)小分子界面靜電組裝，進(jìn)一步在納米尺度下利用溶劑揮發(fā)誘導(dǎo)棒狀膠束聚集組裝，首次獲得3D交叉排列的雜多酸-嵌段共聚物復(fù)合納米線陣列。團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)這種有機(jī)-無機(jī)復(fù)合結(jié)構(gòu)具有非典型性“結(jié)構(gòu)變換”行為，即伴隨著有機(jī)高分子的分解，硅鎢酸分子遷移至棒狀膠束接觸區(qū)并原位轉(zhuǎn)化為Si-摻雜的氧化鎢（WO3）納米線，并最終形成三維等間距、正交排列的金屬氧化物半導(dǎo)體納米線多孔陣列結(jié)構(gòu)。原位表征技術(shù)、光譜分析、同步輻射分析及密度泛函（DFT）理論計(jì)算結(jié)果表明，氧化鎢納米線因晶格中摻入Si元素而導(dǎo)致常規(guī)的γ-WO3正八面體發(fā)生局部扭曲，形成亞穩(wěn)態(tài)的ε-WO3。上述超分子組裝合成思路也適合于其他雜多酸體系，以合成各種雜原子原位摻雜的半導(dǎo)體金屬氧化物交叉納米線陣列，且展示出優(yōu)異的丙酮傳感性能。

本次研究成果是團(tuán)隊(duì)多年來在嵌段共聚物設(shè)計(jì)、組裝合成納米結(jié)構(gòu)材料方面的重要研究進(jìn)展。在前期研究基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)探索出的這種靈活、可控的3D超分子界面組裝合成思想，突破了傳統(tǒng)的復(fù)雜多步合成和制備納米線陣列的瓶頸。該組裝方法為創(chuàng)制新穎半導(dǎo)體納米線陣列、納米線功能化修飾（如原位摻雜）、微納器件原位集成等提供了全新的研究思路，也為發(fā)展先進(jìn)能源器件、微納感知電子元件、智能裝備等打下重要的基礎(chǔ)。