445 肝帝的一周，Y系列材料到手（1/2）

組會結束後，眾人返回216。

過了一會兒，吳菲菲突然興奮的說道：「我的簽證通過啦，許秋、韓嘉瑩你們也快去查查。」

許秋看了眼吳菲菲的電腦屏幕，瀏覽器上的頁面是漂亮國簽證中心，最上面標註著「Issued（已簽發）」，下面則是申請人的AA碼，護照簽發時間，以及一段英文備註：「你的簽證已經通過，如果10個工作日內未收到簽證，請聯繫……」

「蠻快的嘛。」許秋隨口回應了一句，然後和韓嘉瑩也去查了一下，發現他們簽證狀態同樣顯示是「Issued」，於是說道：「我們的簽證也通過了。」

「你們運氣都挺好的呀，沒有一個被審核，「就是不知道申請下來簽證有效期限是多久……」田晴解釋道：「像漂亮國旅遊簽證的有效期一共有幾種檔次，分別是3個月、1年、3年、5年、10年還有永久性有效，我之前辦的旅遊簽證的有效年限是5年，相對來說算比較長的了。」

「對了，你們收到護照後，記得還要去EUVS網站上更新一下你們的資料，這個必須要在你們前往漂亮國之前進行更新，不更新的話之後的入境就會受到影響。」田晴頓了頓，又補充道：

「噢，還有這個網站是免費的，有時候直接千度的話，會搜索出來一個假的官網，然後會收取幾十刀的手續費，記得不要被千度給坑了。」

吳菲菲笑著回應道：「沒想到千度的業務拓寬的這麼廣泛啊，之前是接賣鞋的GG，接醫院的GG，現在都成功和國際對接上了。」

……

吃過中飯，許秋只身前往江彎校區，他這周的工作計劃是合成出Y系列受體材料，同時在實驗的間隙完成《焦耳》文章的撰寫。

韓嘉瑩和鄔勝男全部都留在了邯丹校區，學妹這周要製備基於PTQ1的電池器件，同時還要進行其他表徵測試；博後學姐這周要和魏興思實時溝通基金項目撰寫的事情。

另外的兩個本科生，殷後浪和徐心潔見狀，都留在了邯丹校區。

其實，許秋並不介意親自帶一帶兩位新人，可新來的幾個本科生在對待他的態度上都有些特殊……

怎麼形容呢？大概是尊敬而又疏離，有點類似於他剛進組的時候看待魏興思的感覺。

在不知不覺中，許秋學生的身份在悄然的褪去，逐漸向一個研究團隊的領導者進行轉變。

下午一點多，許秋到達江彎校區，首先來到先材四樓的學生辦公室休整。

今天這邊的大辦公室居然有人搬了進來，三男一女，看起來是同一個課題組的。

許秋推測可能是其他課題組在江彎的實驗室，已經裝修的差不多了，打算響應學校的號召往江彎進行搬遷了。

不過這四個人，許秋一個都不認識，因此也沒有和他們打招呼，直接拿出鑰匙開門，進入裡間的小辦公室中。

掃視了一圈辦公室，看到韓嘉瑩的桌位後，許秋果斷選擇「鳩占鵲巢」，占領了學妹的位置。

因為學妹的這個椅子上有一個軟墊，坐起來比較舒服，而且周邊裝飾的也非常好，可以令人心情愉悅，獲得一個工作效率+10%的BUFF。

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坐在椅子上，許秋打開筆記本電腦，開始規劃實驗方案，隱隱約約似乎還能聞到學妹留下來的味道，也不知道是不是錯覺。

Y系列的受體材料，許秋在設計之初其實也是有「簡化受體材料的合成步驟，降低受體材料成本」方面的考量。

比如Y5材料的合成，就是因為Y4用到的是合成難度比較高的ICIN-2F端基，所以才用ICIN-2Cl端基取而代之。

本來許秋沒指望Y5的性能有多好，結果歪打正著，Y5的性能反而比Y4還要好，最高器件效率更是達到了14.8%。

這段時間，許秋還參照前期ITIC體系的經驗，對Y5進行進一步的「優化」。

利用模擬實驗室，許秋設計、合成了Y6-Y11，一共6種受體材料。

可惜的是，這些材料的器件性能並沒有取得進一步的突破，仍然停留在12-14%效率的級別。

具體來說，Y6是相對於Y3進行的調控，將Y3端基的ICIN改為ICIN-M，算是和Y4、Y5屬於同個系列的材料，器件效率雖然略差於Y4，但也達到了14%+。

之後的Y7-Y11都是相對於Y5進行的「改進」。

其中，Y7是將Y5中與NT單元相連接的噻吩並噻吩TT，替換為噻吩並噻吩並噻吩TTT，用來拓寬中央單元的共軛長度，最高效率12%+。

Y8、Y9是把Y5分子中NT單元氮原子上的側鏈進行修飾，Y5用的是2-乙基己基，Y8用的是同樣碳原子數量的直鏈烷基——正己基，而Y9用的是碳原子數量增加了4個的2-丁基癸基。Y8、Y9的效率均在13%+，沒有超過Y5。

Y10、Y11是把Y5分子中NT單元與TT單元連接處N原子上的側鏈進行修飾，Y5用的同樣是2-乙基己基，Y10、Y11分別是正己基和2-丁基癸基，Y10、Y11的效率均在14%+，同樣沒有超過Y5。

這些實驗結果表明，一方面Y系列材料的「底子」比較好，效率的平均水平都是在12%-14%，而之前ITIC系列的平均水平在10%-12%，再早一些的PDI系列，在6%-8%。

分子結構很大程度上決定了一種材料的性能上限。

另一方面，也說明Y5這種材料已經優化的較為完善。

如果想要進一步提升，就不能「小打小鬧'，而是需要對中央單元進行較大幅度的調整，比如將NT單元更換成其他單元。

許秋將腦海中產生了一系列想法，交由模擬實驗室代為摸索。

他現在的當務之急，是先把初代的Y系列材料在現實中合成出來。

許秋的目標材料是Y3、Y4、Y5和Y6，這些材料的中央單元都是同一種，只有端基不同，可以「一鍋端」，極大的節省時間。

至於Y1、Y2，暫時被他放棄了。

理論上也可以把它們合成出來，水兩篇一區文章，但沒那個必要。

甚至對於Y3-Y6這四種材料，許秋也不打算水太多的文章，因為現在他的目標只有一個，那就是CNS主刊。

假如每次優化一點點，就發表一篇文章的話，固然文章數量會多一些，或許能有五六篇AM、JACS、EES這種級別的文章，但可能會錯失登頂CNS主刊的機會。

這不僅僅是為了系統任務，也是為了自己的科研生涯之路。

一篇《自然》的含金量，可比十篇AM都要高。

基本上有了一篇《自然》，在國內升到「傑青」的位置，就是時間的問題。

因此，許秋的打算是先憋一波大招，然後直接打出王炸，一次性把效率提到非常高。

比如達到有機光伏領域一個公認的門檻15%，甚至突破這個門檻，達到16%以上。

在這種情況下，衝擊一篇CNS還是很有機會的。

可以想像一下，現在有機光伏的同行們還在為效率突破13%而努力（效率破13%的《自然·能源》還沒發表），如果沒過多久一篇文章直接把效率做到了15、16%，那將有多麼的震撼。

具體的合成方案規劃，因為Y3-Y6材料端基A單元是之前ITIC體系用到的ICIN衍生物，所以不需要重新合成，主要考慮的是中央D單元的合成。

其實，從嚴格意義上來講，Y系列受體的分子結構，已經不是ITIC體系時ADA結構。

中央NT單元的性質接近於A單元，而NT兩邊的TT單元接近於D單元，再加上端基A單元，因此Y系列受體其實是一種類似ADADA結構的分子。

許秋推測，Y系列受體的這種ADADA分子結構，可能是導致其性能超越ITIC系列材料的一大原因。

當然，尋找性能提升的原因是之後的事情，現在還是要致力於材料的合成。

Y3-Y6的合成均需要六步反，其中前五步的合成步驟是完全一樣的，因此可以只投一鍋反應。

第一步，雙溴取代的，氮原子上帶有乙基己基側鏈的苯並三唑（NT）單元，通過硝基化反應，在苯環剩餘的兩個反應位點上連接兩個硝基，得到得到雙溴、雙硝基取代的NT單元。

第二步，將雙溴、雙硝基取代的NT和單三甲基錫取代的TT單元反應，得到TT-NT-TT的結構，其中NT上連接有兩個硝基。

第三步，將TT-NT-TT分子中的硝基還原，並與相鄰的TT單元成環，形成環狀的仲胺（氨分子上的兩個氫原子均烴基取代而生成的化合物），得到連續的稠環結構，共軛長度為7，即七個五元、六元環以稠環形式連接。此時，產物中存在位於TT-NT之間的仲胺，上面還有一個殘留的氫原子，這是一個反應位點。

第四步，將第三步的反應物和溴代烷烴反應，用烷基取代仲胺上的氫原子，形成叔胺，實現在N原子上引入側鏈的目的，得到最終的中央DAD單元。

第五步，中央DAD單元的醛基化反應，在中央DAD單元的兩端連接兩個醛基。

第六步，經過醛基化的DAD單元與單元進行反應，得到Y3-Y6系列受體材料。

做好實驗前準備工作後，許秋進入先材五樓的化學實驗室，穿戴好防護裝置，開始實驗。

第一步反應，是在NT單元上面進行硝基化反應。

原料是雙溴取代的NT單元，硝酸以及三氟甲磺酸。

其中，三氟甲磺酸是新試劑。

它又稱三氟甲烷磺酸，易溶於水，低毒，用途廣泛，是最強的有機酸之一，具有強腐蝕性、吸濕性，廣泛用於醫藥、化工等行業。

從分子結構來講，三氟甲磺酸就是硫酸分子中的一個氫原子被三氟甲基取代的產物，酸性比100%濃度的硫酸還要強。

在很多場合三氟甲磺酸可以替代傳統的硫酸，鹽酸等傳統無機酸，起到優化改進工藝的作用。

考慮到NT單元比較便宜，而且這次最後要合成四種材料，對原料的需求比較多，再加上Y系列材料的光電性能，是已經經過模擬實驗室驗證過的，許秋也在模擬實驗室中預演過相關的合成實驗，因此他果斷進行大批量合成。

首先，從烘箱中取出一隻洗淨烘乾的兩口燒瓶。

然後，稱取反應物NT單體，10克，裝入反應瓶。

接著，吸取濃硝酸，35毫升，加入反應瓶。

最後，吸取三氟甲磺酸，5毫升，加入反應瓶。

在用一次性滴管添加三氟甲磺酸的時候，許秋發現這玩意也會像發煙硫酸、發煙硝酸一樣在空氣中發煙，大概是因為它繼承了硫酸的吸水性的緣故。

這步硝基化反應的難度並不大，因為對於雙溴取代的NT單元，這種反應位點比較少的材料來說，可能發生的副反應比較少。

但如果反應位點比較多的話，硝基化反應就有些難度了。

比如許秋之前在做3D-PDI的時候，有一次做硝基化反應，結果直接合成出來若干種產物，且完全無法分離提純，實驗直接失敗。

晚上，許秋處理好產物，用過柱子的方法進行提純，這一步的產率很高，達到了93%。

不過，由於時間的關係，沒辦法繼續進行第二步的反應。

主要是江彎這邊沒有床鋪可以休息，因此必須趕在末班校車前結束實驗，不然就只能打車或者騎著單車回邯丹校區了。

邯丹校區和江彎校區並不遠，騎單車的話，據孫沃說半個小時就能到，不過許秋並沒有嘗試過，他暫時也不想嘗試。

而孫沃之所以知道，是因為他入學後沒有申請學生宿舍，依然保持著之前暑假時候每天騎車回家的習慣，對騎行這方面比較了解。

也不知道孫沃是單純為了省每年一兩千的住宿費，還是為了鍛鍊身體，或者有其他什麼原因。

周二，許秋再次前往江彎校區。

繼續第二步的反應，將昨日的反應物和單三甲基錫取代的TT單元反應。

這一步是小分子的Stille反應，副反應也不多，只需要儘可能的讓所有的反應物全部都反應完畢即可，相對比較容易。

因此，許秋直接使用微波反應器，提供一個比較劇烈的反應條件，這樣可以同時提升反應的產率，並縮短反應所需要的時間。

下午，許秋拿到粗產物，經過濾、旋蒸、過柱子，得到橘紅色的產物，產率82%。

繼續第三步反應，也就是硝基的還原。

用到的是提純後的第二步產物和磷酸三乙酯，鄰二氯苯作為反應溶劑，需要加熱回流過夜。

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