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近日，淮陰師范學院化學化工學院闞玉和教授與東北師范大學徐紅亮、蘇忠民教授研究團隊聯(lián)合培養(yǎng)的研究生李晴，首次報道了利用氫遷移實現(xiàn)高穩(wěn)定雙自由基單線態(tài)裂分（Singlet Fission）開關的設計策略，相關成果以“Hydrogen Migration-Triggered Diradicaloid Singlet-Fission Switch”為題發(fā)表在化學領域的頂級期刊《Journal of the American Chemical Society》上。化學化工學院闞玉和教授為第一通訊作者，論文第一作者李晴為淮陰師范學院和東北師范大學聯(lián)合培養(yǎng)研究生。這是淮陰師范學院首次以通訊作者單位在JACS雜志發(fā)表論文，是淮陰師范學院聯(lián)合培養(yǎng)研究生發(fā)表高水平論文的歷史性突破，也是教師科研水平的重大突破。

太陽能轉換成電能的光伏電池是目前解決全球能源和環(huán)境挑戰(zhàn)的清潔可再生的最有效方式之一。但是，單結太陽能電池的光電轉換效率極限（Shockley-Queisser，SQ極限）從根本上限制了光伏電池的發(fā)展。單線態(tài)裂分（Singlet Fission，SF）是有機半導體材料吸收一個高能光子、產(chǎn)生一個高能級單重態(tài)激子并將其轉換為雙倍的低能級三重態(tài)激子過程；雙倍的三重態(tài)激子隨后彼此分離獨立存在于光伏器件中，使得器件內(nèi)光電流增倍，從而克服單結太陽能電池的SQ極限。因此，設計發(fā)展單線態(tài)激子裂分材料的研究成為近年來該領域的熱點。然而，目前具有SF能力的有機材料數(shù)量仍相當有限。

該研究首次提出利用氫遷移實現(xiàn)穩(wěn)定的雙自由基單線態(tài)裂分（SF）開關的設計策略，通過理論計算闡明了基態(tài)和激發(fā)態(tài)的電子密度分布與雙自由基特征、激發(fā)態(tài)能級以及躍遷本質的內(nèi)在聯(lián)系，總結并驗證了氫遷移策略誘導雙自由基SF開關的經(jīng)驗規(guī)律，熱力學計算預測了各體系的氫遷移異構化反應溫度并證實溫控技術控制氫互變異構開關的可行性。該項研究不僅提出一種設計SF分子的新策略，為發(fā)展新的太陽能電池材料體系提供了重要指導原則和理論依據(jù)，也為新型有機電子材料設計開發(fā)提供了新的思路。

《美國化學會志》（Journal of the American Chemical Society，簡稱JACS）由美國化學協(xié)會創(chuàng)辦于1879年，至今已經(jīng)有141年歷史，是美國化學會的旗艦刊物，國際化學與材料學科領域最具權威和最有影響力的期刊之一，在業(yè)界有極高的聲譽。JACS的創(chuàng)刊宗旨是通過發(fā)表化學領域最好的論文，來追蹤化學領域的最新前沿，包括重要問題的應用性方法論，新的合成方法，新理論和重要結構和反應的新進展。JACS為中科院化學大類一區(qū)TOP和JCR一區(qū)期刊，2019年影響因子為14.612。

闞玉和教授長期從事有機光電材料的理論計算研究，圍繞單線態(tài)裂分材料分子設計研究方向，聯(lián)合培養(yǎng)的研究生李晴在我校學習期間共發(fā)表SCI論文三篇，另外兩篇發(fā)表在ChemPhotoChem 2019, 3 (8), 652-659（http://doi.org/10.1002/cptc.201900046）和Org. Electron. 2020, 84, 105795（https://doi.org/10.1016/j.orgel.2020.105795）。

化學化工學院十分重視研究生聯(lián)合培養(yǎng)工作，投入大量人力、物力和財力搭建高水平科研平臺，并與國內(nèi)外高校和科研院所開展廣泛的交流合作，為聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生創(chuàng)新能力的提升奠定了堅實的基礎。

論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.0c02778