我有科研輔助系統  229 晚安之后才是夜生活的開始

類別: 都市 | 都市生活 | 我有科研輔助系統 | 肥美的韭菜   作者:肥美的韭菜  書名:我有科研輔助系統  更新時間:2020-12-01
 
退出模擬實驗室II,許秋來到真空烘箱前,關閉加熱裝置、真空泵。

隨后,旋轉儀器側面的放氣孔,小心的將空氣放入真空烘箱的箱體內部,如果放氣的速率過高,可能將包裹在濾紙內部的固體粉末狀藥品吹飛,導致實驗直接GG。

真空烘箱上的氣壓計示數緩緩上升,半分鐘左右后,恢復到正常大氣壓。

許秋轉動把手,打開烘箱艙門,將濾紙包取出,小心展開。

濾紙被烤的暖烘烘的,上面的暗紅色粉末此時已經完全干燥,看不出溶劑存在的痕跡。

畢竟設置的溫度是70攝氏度,已經超過了甲醇溶劑65攝氏度左右的沸點,因此,雖然烘干時間只有一個多小時,但也圓滿完成了任務。

其實,如果不是趕時間投下一個反應,最好的處理方式是40或50攝氏度,在相對低溫的條件下對藥品進行真空烘干,然后持續時間久一些,比如6小時甚至過夜也不是不行。

主要的考慮是高溫條件下,可能會造成藥品分子的分解,比如有機錫試劑這類的藥品,可能會脫錫,不過PDI分子的化學穩定性非常好,倒是不用太擔心。

許秋用不銹鋼刮刀,將濾紙上的三硝基化的第二代3DPDI分子轉移至稱量紙上,稱了一下質量。

41.2毫克。

比當初投料時原料的質量都要高。

這也正常,硝基化反應,就是用一個硝基取代一個氫原子的位置,在分子上引入三個硝基,大約能提高135的相對分子質量。

計算下來,產率99.6,四舍五入,100!

許秋將產物收好,開始準備下一步的反應——高溫下,硒粉與三硝基化的第二代3DPDI分子反應。

在這個反應中,硒原子會頂替硝基的位置,同時與當前PDI分子上另一個灣位碳原子相連接,再次形成一根單鍵。

通俗來講,(1,2)、(3,4)、(5,6),六個活性位點,對前一步的硝基化反應來說,各自只取一個位點。

而對硒原子來說,對不起,我全部都要,每個硒原子均占領兩個灣位的活性位點,形成一個五元環狀結構。

這也是為什么上一步的反應不需要區分三種產物的原因。

因為即使是混合產物,經過這一步引入硒原子的反應,最終還是會回歸到統一的最終產物。

許秋走到試劑柜,取出裝有硒粉的試劑瓶和N甲基吡咯烷酮溶劑瓶,將它們轉移至通風櫥中。

硒粉是一種無機非金屬材料,能溶解它的有機溶劑不多,它可溶于濃硫酸、三氯甲烷,微溶于二硫化碳,不溶于水、乙醇。

顯然,濃硫酸不是一個溶劑的好選擇,三氯甲烷,也就是氯仿,沸點太低,只有60攝氏度左右,同樣不適合這個反應。

因此,這次選擇的溶劑是N甲基吡咯烷酮,簡稱NMP,是一種強極性溶劑,它不僅可以溶解硒粉,而且沸點高達200攝氏度以上,非常契合此次反應。

NMP是一種無色透明油狀液體,有一定的粘度,和常用的甲苯、二氯甲烷之類粘度小的有所差別。

據說這玩意有胺的味道,不過許秋并沒有作死的上去聞一聞。

他直接用一次性滴管,吸取大約10毫升的溶劑至兩口燒瓶內,這回不用重蒸溶劑,比較省事。

搞定反應溶劑后,許秋拿起硒粉的試劑瓶,打量了一番。

上面標注著“Se

powder,高純硒粉,99.99”,還有藥品的CAS號,7782492以及廠家相關的信息等。

藥品的CAS號很像居民的身份證號,每一個CAS號通常只對應一個藥品,不過同一個藥品可能對應多個CAS號。

之前許秋有查過資料,硒粉是有毒的,而且是粉末狀的,很容易在稱取過程中擴散到空氣中。

因此,他把硒粉的試劑瓶拿到專門做無機合成反應的通風櫥中,用這里的天平稱量。

打開通風櫥,將通風櫥的玻璃拉到下方,旋開硒粉的試劑瓶蓋,用藥匙舀一小勺黑灰色粉末狀的硒粉,轉移至去皮天平托盤上的稱量紙上,合上天平側面的玻璃門。

在這個反應中的硒粉是大大過量的,所以稱量不需要特別精確。

最終,許秋稱取了40.1毫克的硒粉,迅速轉移至兩口燒瓶中,相對于硝基化的3DPDI分子大約是30當量。

他抓起一個干凈的梭形磁性攪拌子,丟入反應瓶,將反應瓶夾在鐵夾上,浸入油浴鍋內,啟動加熱、攪拌,設定溫度為70攝氏度,轉速.m.。

在等待硒粉溶解的過程中,許秋開始準備工作,這個反應需要氮氣保護,不需要冷凝回流,只要用三通閥弄個氮氣球就好。

隨后,安裝氮氣球、三抽三排、加入硝基化的3DPDI原料、三抽三排、迅速升溫至190攝氏度、提高轉速至.m.、用鋁箔紙包裹反應瓶。

“終于完成了。”許秋自言自語了一句,看了看掛在通風櫥旁的秒表,“都十一點多,快十二點了,先給學妹發個消息吧。”

卸掉沾滿汗水的手套,脫掉實驗服,返回A501。

拿起手機一看,收到了一排來自學妹的消息。

“師兄,我到寢室啦。”

“洗完澡啦。”

“[人呢]”

“好困呀。”

“好想困覺覺。”

“[語音]”

“[語音]”

許秋點開兩條語音,聽筒里傳來學妹軟軟的聲音,“呼剛剛差一點睡了過去。”“等我下,我再去洗洗臉。”

‘有人掛念的感覺還真不錯,’許秋笑了笑,剛想回復,又收到一條消息。

“大召喚術,出現吧,師兄。”

“[我來了]”

“咦,真的召喚成功啦。”

“之前一直在實驗,沒帶手機,剛剛忙完。”

“師兄辛苦啦,實驗進展順利嘛。”

“還不錯。”

兩人又聊了一會兒,彼此互道晚安。

眾所周知,晚安之后才是熬夜的開始。

許秋放下手機,又回到了實驗室。

剛才他急于向學妹報平安,實驗室還沒有關閉。

檢查了幾個通風櫥,幾個反應瓶都很正常,許秋這才安心的關閉實驗室的水、電、氣,鎖門離開。

回到A501,刷牙洗臉,可惜這里條件不允許,沒辦法洗澡。

邯丹宿舍的衛生間雖然只有冷水供應,但至少有個噴頭,如果用暖壺到樓下打兩壺開水,配合著淋浴噴頭,甚至還可以洗熱水澡。

學妹每天回去的也晚,她就是這么洗澡的,至于許秋是怎么知道的,反正不是他主動問的。

而張疆這邊洗手間連個噴頭都沒有。

倒算是正常,畢竟是實驗樓,又不是宿舍。

也因此,五樓的樓道里放著一個噴淋器和洗眼器,就在A502大門的旁邊,不過這是出現事故應急用的,并不能拿來私用。

比如,眼睛中不小心濺入化學試劑,可以用洗眼器提供大量清水沖洗眼球,或者身上衣物著火,可以用噴淋器澆個透心涼。

拋開腦海中亂七八糟的想法,許秋看了眼時間,凌晨十二點已過。

果斷躺床睡覺,閉眼數了一會兒綿羊,沉沉睡了過去。

陽光明媚,新的一天到來。

許秋八點起床,簡單洗漱后,去食堂解決早餐。

路途中,他進入模擬實驗室II中查看結果,三種第一代3DPDI分子,也就是PDI3B5/6/8系列,光電性能的初步探索已經完成。

因為有上一次摸索的經驗(第一代5/6兩個系列,6系列更高,最高值4.37),這次模擬實驗人員對參數的把控更為細致,最終的器件光電效率較上一次有所提升。

當然也可能是因為這次反應的產物更佳。

不論如何,最終的結果,第一代5系列的效率仍然墊底,效率最高值為4.22,6系列和8系列光電性能相當,最高值分別為4.55和4.60。

基于現有給體庫,最優適配給體材料均為P3TEA,次優適配給體材料均為PCE10。

得到這個結果,許秋開始分析。

上周第二代3DPDI也就是通過光環化反應得到的5系列分子,最高效率達到了5.41,如果換成6/8系列,大概率還能再次提高,或許能摸到6。

只可惜,第一代3DPDI中,8系列的效率相對于6系列,提升并不明顯,只有0.05,四舍五入一下就是0,也不清楚在后續第二代、第三代中這兩個系列是否能夠拉開差距。

目前,還在實驗室進行硒化反應的是第三代5系列3DPDI,這個材料非常關鍵,如果其相較于第二代5系列有所提高,大概率可以將此策略同步應用于6/8系列。

那么,今天的任務也確定了,投三個反應,大批量合成第二代5/6/8系列分子,并做好第三代5系列分子的反應后處理。

返回微電子樓,學姐和學妹都還沒來,許秋便獨自前往實驗室,打開窗戶通風。

硒化反應預計的反應時間是12小時,190攝氏度的高溫,反應條件算是比較激烈,不過因為有氮氣保護、PDI分子的化學穩定性好而且沒什么可能的副反應發生,倒是不怎么用擔心。

許秋本來想點板看看的,但高溫反應加上氮氣保護,想拿到反應瓶內的溶液必須降至室溫才行,之后還要重新三抽三排除氧,再次升溫,太過麻煩,便只好作罷。

‘反正也不急這一時,便再等它三四個小時,剛好這段時間可以把那三個反應投了。’

想到這里,許秋開始準備實驗,光環化反應,只有一種反應原料,就是第一代3DPDI分子,碘單質作為催化劑。

其實說碘單質是催化劑,并不是很嚴謹,因為催化劑自身的組成、化學性質和質量在反應前后不發生變化,而實際上碘在反應過程中是有消耗的,當兩個碳原子成環,直接用碳碳單鍵連接時,會脫掉兩個氫原子,剛好和碘單質結合,形成碘化氫。

許秋先架起重蒸甲苯的裝置,隨后點板檢測了三種反應原料的純度。

一切準備就緒,他取來三個干凈的反應瓶,加入稱量好的三種第一代3DPDI分子,這次反應,他直接把昨天分離、提純得到的庫存全部用上了,每種大約300400毫克。

隨后,加入100毫升重蒸后的甲苯溶解原料,加入1毫克的碘單質,架好500瓦的高壓汞燈,開始反應。

整個過程許秋都非常小心,因為這次是大批量的反應,不容有失。

大約九點半,陳婉清和韓嘉瑩一同出現在A501門口。

三人有說有笑的閑聊了一陣,許秋留在了辦公室,另外兩人則前往實驗室。

想到昨天文章封面的事情,許秋給田晴發了個微信消息:“田晴學姐,封面的事情,怎么樣了?”

很快收到回復,“我已經做出初稿了,你看看怎么樣?”“[圖片]”

許秋點開圖片,明顯是田晴手繪的,整體風格是一如既往的卡通風格,不過現在沒有完整上色,部分只是簡單勾勒出了線條。

內容非常豐富,看的出她是下了不少功夫的,而且她對有機光伏的理解也不低。

左上方是一個金黃色的太陽,不斷輻射著太陽光,作為能量的起始;

右上方是卡通化的PCE11分子和PC[70]BM分子,笑嘻嘻的手拉著手,似乎在說“我們都有光明的未來”,這是許秋文章的核心亮點。

左下方是有機太陽能電池器件一層層的解剖圖,包括玻璃基底/ITO/傳輸層1/有效層/傳輸層2/金屬電極;右下方是有效層的放大圖,或者說是顯微形貌。

在這兩部分中,田晴展現出了太陽能光能轉換為電能的整個過程:

材料吸收光能、激子(電子/空穴對)的產生、激子拆分為自由電子/空穴、自由電子/空穴分別在受體/給體內部輸運、電子/空穴被電極收集,形成光電流。

總體上,許秋還是比較滿意的,便回復道:“畫的不錯,給魏老師看過了嘛。”

“看過了,他說還可以,學弟你有沒有什么意見呀?”田晴回復。

“PC[70]BM核心是C70是橢球形得,圖中畫成球形了,可以改一改。”許秋想了想,提出了一個小問題。

“好的,我改一下,今天上好色,再用PS后期處理一下,就能定稿。”

“田晴學姐辛苦了,等回去請你吃飯。”

PS:月初求

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