[发明专利]一种CPDT基梯形格分子及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种CPDT基梯形格分子及其制备方法和应用，该分子的整体结构呈梯形，该CPDT基梯形格分子中具有数个噻吩基团，属于富电子体系，以其为基础制备出的执行器的弯曲应变能力较传统方法制备的执行器材料而言有明显提升，使制备柔性更佳的电子材料成为可能，且以此为基础制备的执行器构成简单，整体重量轻，有望克服了传统执行器因材料硬和沉重导致的功率低下等问题，具备更为优异的市场应用前景，该方案为柔性材料的深入研发提供了一条新的思路。

技术领域

本发明属于有机存储和信息技术领域，具体涉及一种CPDT基梯形格分子及其制备方法和应用。

背景技术

执行器是产生运动的基础，也是电子元器件上技术要求较高的部件之一，被广泛应用在机器人、汽车、军事设施和其他消费产品上。它的作用是接受控制器送来的控制信号，改变被控介质的大小，从而将被控变量维持在所要求的数值上或一定的范围内。气动、液压和电磁技术被较为成熟地应用在执行器上，传统的执行器也表现出较好的能源效率。但是，由于传统执行器主要由一些硬且沉重的材料复杂构成，不符合当今电子设备逐渐向微型化、柔性、轻量化方向发展的趋势要求。

柔性材料具有轻薄、可卷曲折叠、可延展等优势，在信息、能源、医疗、国防等领域均表现出巨大的应用前景，以柔性材料制成的机器人在完成任务的过程中，无论是灵活性、适应性还是安全性较传统材料制成的机器人而言均有显著的提升，所以执行器的下一代挑战就是要脱离传统驱动器技术的束缚，将具有类似于生物的功能模式的智能材料系统引入执行器中，使得执行器材料能够根据温度、电场和磁场等环境的变化改变智能材料的形状、刚度、位置和固有频率等特性。

环戊二噻吩(CPDT)是一种并噻吩单元通过引入甲基桥键连接的结构，是一类重要的类芴结构化合物，从1986年被合成诞生后一直受到广泛研究，其是具有刚性平面联噻吩结构的光电材料，在有机太阳能电池、有机场效应晶体管、有机发光二极管、超级电容器等领域有着非常重要且广泛的应用。且CPDT的分子组成中由于含有多个噻吩基团，所以属于富电子体系，而电化学执行器是通过电流的改变来驱动材料的属性或者变化的，所以将CPDT类衍生物应用于电化学执行器中以获得柔性改善的执行器材料是有望实现的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CPDT基梯形格分子及其制备方法和应用，基于该分子特殊的化学和物理特性，可制备出更小、更轻、更软的电化学执行器，有助于拓宽电化学执行器的未来应用市场。

本发明公开的技术方案如下：一种CPDT基梯形格分子，分子结构呈梯形，结构通式如下：

其中：R₁、R₂为氢或具有1到8个碳原子的直链、支链、环状烷基链或其烷氧基；

为以下结构中的任意一种：

为以下结构中的任意一种：

一种CPDT基梯形格分子的制备方法，具体制备路线如下：

具体制备过程是：

1)将化合物1投入到烧瓶中密封，抽真空和鼓氮气3次，在氮气保护下将干燥有机溶剂打入烧瓶，高温条件下将化合物2注射到烧瓶中密封反应即得化合物3；

2)将化合物4、联硼酸频那醇酯、有机钯催化剂、碱投入到烧瓶中密封，抽真空和鼓氮气3次，在氮气保护下将干燥有机溶剂打入到烧瓶中，高温反应，得到化合物5；

3)将化合物3、化合物5、有机钯催化剂投入到烧瓶中密封，抽真空和鼓氮气3次，在氮气保护下将有机溶剂、碱液打入到烧瓶中，高温反应，得到I-shape A2型合成子；