与传统的有机配位体形成鲜明对比的是，能够产生稳定的金属卤化物钙钛矿纳米晶与共轭聚合物（CPs）紧密相连，有望在其界面定制电荷载流子动力学，对于这种独特的半导体、有机−无机纳米材料在光电子学中的应用至关重要。然而，目前关于这一点尚未得到进一步探索。

近日，佐治亚理工学院林志群教授首次报道了通过精确调节CP-配位的单分散钙钛矿QD中CP的长度以及钙钛矿QD的尺寸，在一系列精心设计的CP/钙钛矿QD界面上定制电荷分离，具有交错的II型能带排列。相关的快速电荷分离动力学反过来又使它们作为有效的光催化剂用于感兴趣的单体的有效的p-ATRP。值得注意的是，连接的CPs的长度和钙钛矿QD的大小对电荷分离动力学和p-ATRP有深刻的影响。

文章要点

1）研究人员选择聚3-己基噻吩环(P3HT)和CsPbBr₃作为模型CP和钙钛矿型QD。首先，通过利用一系列单分子、两亲性星形聚(丙烯酸)嵌段-聚(3-己基噻吩基)（记为PAA-b-P3HT）嵌段共聚物（每个嵌段的分子量可调）作为纳米反应器，制备了一系列P3HT连接的、均匀的直径和P3HT长度的CsPbBr₃ QD。

2）不同分子量的PAA内部的亲水线圈状嵌段直接导致CsPbBr₃ QD的生长，从而决定了它们的直径。另一方面，由于PAA-b-P3HT中PAA和P3HT嵌段之间的原始共价键，不同分子量的外疏水共轭P3HT嵌段作为表面配体紧密而牢固地拴在CsPbBr₃ QD的表面。

3）结果，形成了大量P3HT连接的均匀的CsPbBr₃ QD，表现出一系列对水、热、光和极性溶剂的良好稳定性，并在P3HT和CsPbBr₃ QD之间产生了良好的交错的II型带对齐，以实现有效的电荷分离(在P3HT/CsPbBr₃ QD的物理混合物中仅为0.31 ns，这意味着本征带间光致发光寿命减少了7倍)。

4）P3HT/CsPbBr₃ QD具有显著的稳定性和高效的电荷分离特性，因此对多种单体的p-ATRP具有稳定和可控的反应动力学。因此，通过单分子星形嵌段共聚物策略能够构建CP-连接的单分散钙钛矿QD，并方便地调节两种成分的尺寸，以深究光学性质和电荷载流子动力学，这种能力将巩固这种独特类型的纳米材料在催化、光电子学、纳米技术和生物技术中的进步和效用，避免了与配体解离、绝缘小分子配体特性、不均匀形态和钙钛矿QD的大量过去工作中的相分离相关的一系列问题。

参考文献

Shuang Liang, et al, Tailoring Charge Separation at Meticulously Engineered Conjugated Polymer/Perovskite Quantum Dot Interface for Photocatalyzing Atom Transfer Radical Polymerization, J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c04680

https://doi.org/10.1021/jacs.2c04680