有机热电材料作为未来清洁能源发展的主要方向之一，近年来取得了长足的发展。其中，p-型（空穴传输）半导体材料电导率已经高达2000 s cm-1 ，但是n-型（电子传输）半导体材料的发展却相对滞后，这严重限制了有机热电材料的进一步应用。因此，发展低成本和性能优异的热电材料势在必行。
近日，我校史永强课题组采取以吡嗪环为主体，引入氰基取代基的策略，设计并合成出两个结构简单的缺电子构建单元cnpz和dcnpz。并在其基础上合成了两种受体-受体型聚合物p(dpp-cnpz)和p(dpp-dcnpz)。单体cnpz和dcnpz缺电子单元的合成只需要由廉价原料进行一步反应和三步反应得到，可以为下一步热电材料实际应用提供借鉴意义。
吡嗪和氰基强吸电子单元的引入，实现了材料的n-型电子传输性能。氰基的引入没有破坏分子的共平面性，这些优点使聚合物材料器件性能也格外优越。在n-dmbi掺杂剂掺杂下，p(dpp-cnpz)和p(dpp-dcnpz)的最佳电导率和功率因子分别为25.3 s cm-1和41.4 μw m-1 k-2，以及33.9 s cm-1和30.4 μw m-1 k-2。
这些结果表明，cnpz和dcnpz是一种很有前途的缺电子构建单元，其结构简单，价格低廉，同时可以获得高性能的n-型聚合物半导体。这一设计策略可以为后续设计高性能n-型有机半导体材料提供借鉴意义。
该工作得到国家自然科学基金和安徽省高峰学科项目的支持，相关成果以“cyano-functionalized pyrazine: a structurally simple and easily accessible electron-deficient building block for n-type organic thermoelectric polymers”为题发表在国际化学期刊angew. chem. int. ed. ()。该论文第一作者为我校化学与材料科学学院2021级硕士研究生涂丽君，史永强老师为该论文的唯一通讯作者。
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