近日，化學領(lǐng)域的權(quán)威期刊Angewandte Chemie International Edition在線發(fā)表了華東理工大學化學與分子工程學院陳彧教授課題組在黑磷高分子功能化領(lǐng)域取得的突破性研究進展。華東理工大學為第一通訊單位，博士生曹亞明為第一作者，華東理工大學陳彧教授、張斌副教授以及西北工業(yè)大學理學院顧軍渭教授為該論文的共同通訊作者。該項工作的報道為黑磷及其衍生物材料的發(fā)展及其在光電領(lǐng)域的應用提供了新的技術(shù)思路。
作為后石墨烯時代的代表性新型二維層狀材料——少層黑磷（few-layer BP）擁有高電荷載流子遷移率（?103 cm2V-1S-1），可調(diào)的直接帶隙（0.3?1.5 eV），很強的面內(nèi)各向異性和寬帶非線性光學響應性能。其結(jié)構(gòu)獨特、性能優(yōu)越，在場效應晶體管、信息存儲、光調(diào)制器、激光防護和Q型開關(guān)激光器等光電信息領(lǐng)域具有潛在的重要應用價值。然而，黑磷材料具有極強的空氣不穩(wěn)定性（在大氣氛圍中易迅速降解）和極差的溶解度，極大地限制了黑磷在光電器件領(lǐng)域的應用。針對這些關(guān)鍵技術(shù)難題，課題組通過巧妙的化學修飾方法，用功能性高分子材料對黑磷進行表面共價修飾，在國際上首次成功地制備了基于黑磷的可溶性高分子功能材料PDDF-g-BP。由于高分子的覆蓋作用以及高分子共價修飾后對黑磷帶隙的成功調(diào)節(jié)，合成的衍生物材料在大氣環(huán)境中擁有良好的穩(wěn)定性，能溶于常見的諸如DMF、NMP等有機溶劑，極大地拓展了黑磷材料的應用范圍。研究人員以此材料為活性層，成功地制備了三明治結(jié)構(gòu)的信息存儲器件。該器件在大氣環(huán)境下表現(xiàn)出典型的非易失性可重復擦寫存儲效應，器件開啟電壓和關(guān)閉電壓分別為+1.95V 和-2.34V，電流開關(guān)比達到了104。器件在空氣中放置3個月之后依舊能夠穩(wěn)定運行，重現(xiàn)性優(yōu)良。
該工作獲得了國家自然科學基金重點基金、青年基金、中央高?；緲I(yè)務費、上海市浦江人才計劃以及晨光計劃的資助。
華東理工大學陳彧教授領(lǐng)導的科研團隊長期從事具有推-拉電子結(jié)構(gòu)特征的有機和高分子光電信息功能材料的設(shè)計、制備和器件性能研究工作，獲得了許多有重要價值的原創(chuàng)性研究成果。近年來，課題組在Adv. Mater.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Funct. Mater.、Chem. Mater.、Mater. Horizons、Nanoscale等SCI期刊上發(fā)表了幾十篇相關(guān)研究性論文，單篇論文的最高他引次數(shù)已超過300余次。此外，陳彧教授還應邀為國際頂級綜述期刊Chem. Soc. Rev.和Prog. Mater. Sci.撰寫評論性文章。