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近日，淮陰師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院闞玉和教授與東北師范大學(xué)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(guān)的設(shè)計策略，相關(guān)成果以“Hydrogen Migration-Triggered Diradicaloid Singlet-Fission Switch”為題發(fā)表在化學(xué)領(lǐng)域的頂級期刊《Journal of the American Chemical Society》上。化學(xué)化工學(xué)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(xué)院和東北師范大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)研究生。這是淮陰師范學(xué)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(xué)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(zhuǎn)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(jié)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)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(dǎo)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(zhuǎn)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(jié)太陽能電池的SQ極限。因此，設(shè)計發(fā)展單線態(tài)激子裂分材料的研究成為近年來該領(lǐng)域的熱點。然而，目前具有SF能力的有機材料數(shù)量仍相當(dāng)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(guān)的設(shè)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(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系，總結(jié)并驗證了氫遷移策略誘導(dǎo)雙自由基SF開關(guān)的經(jīng)驗規(guī)律，熱力學(xué)計算預(yù)測了各體系的氫遷移異構(gòu)化反應(yīng)溫度并證實溫控技術(shù)控制氫互變異構(gòu)開關(guān)的可行性。該項研究不僅提出一種設(shè)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(dǎo)原則和理論依據(jù)，也為新型有機電子材料設(shè)計開發(fā)提供了新的思路。

《美國化學(xué)會志》（Journal of the American Chemical Society，簡稱JACS）由美國化學(xué)協(xié)會創(chuàng)辦于1879年，至今已經(jīng)有141年歷史，是美國化學(xué)會的旗艦刊物，國際化學(xué)與材料學(xué)科領(lǐng)域最具權(quán)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(xué)領(lǐng)域最好的論文，來追蹤化學(xué)領(lǐng)域的最新前沿，包括重要問題的應(yīng)用性方法論，新的合成方法，新理論和重要結(jié)構(gòu)和反應(yīng)的新進展。JACS為中科院化學(xué)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(shè)計研究方向，聯(lián)合培養(yǎng)的研究生李晴在我校學(xué)習(xí)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(xué)化工學(xué)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(chǔ)。

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