北京化工大学甄永刚团队《NSR》: 基于多级氢键工程协同增强聚合物半导体的可拉伸性、自修复性与载流子迁移率

针对可拉伸聚合物半导体在电荷传输性能与拉伸/自修复性能之间存在难以兼容的长期矛盾，北京化工大学甄永刚教授团队提出并验证了一种多级氢键工程策略。研究背景为传统单级氢键难以同时满足优异的拉伸性、自修复性与高迁移率。研究目的在于通过引入多级氢键单元N,Nʹ–二氨基甲酰吡啶–2,6–二甲酰胺（DCPDCA）到聚合物主链中，构建动态交联网络，以协同提升上述性能。研究结论表明：所开发的P3聚合物半导体在自修复后迁移率可恢复至90%，基于其制备的全拉伸晶体管阵列在150%应变下仍保持1.01 cm² V⁻¹ s⁻¹的高迁移率，刷新了该领域的性能纪录。该工作通过多级氢键实现了链间紧密堆积、链动力学增强与应变能逐步耗散，为设计兼具高迁移率、可拉伸与自修复性能的半导体材料提供了新范式。