聚烷基噻吩是目前已知的非常重要的共轭聚合物,具有较高的载流子迁移率,较好的化学稳定性和较易加工性,因而作为聚合物电子给体可以广泛应用在诸如光致发光二极管,有机场效应晶体管,有机太阳能电池等有机半导体器件中。聚烷基噻吩纳米结构的形貌与器件的性能有密切的联系,控制优化聚噻吩的纳米结构,使其有利于激子的解离与扩散,载流子的定向迁移,从而有利于有机半导体器件性能的提高。开拓新方法来调控聚烷基噻吩体系的凝聚态结构,无论对于基础理论研究,还是对于在实际应用领域内的探索,都具有重要意义。本文的研究内容是基于聚烷基噻吩体系凝聚态结构的调控,首先利用超过滤的方法实现了由聚噻吩纳米纤维到聚噻吩球形体的结构转变,然后又通过控制晶核的形成与结构来控制聚噻吩结晶,分别形成星形以及线性纳米纤维,最后,为了进一步深化对嵌段共聚物微相分离的理解与认识,我们研究了两嵌段共聚物聚苯乙烯共聚甲基丙烯酸甲酯薄膜形貌在丙酮蒸汽退火下随时间的演化过程。1.聚合物分子链在一定条件下穿过孔洞的研究对诸如超过滤等许多实际应用领域具有十分重要的意义。目前这方面的研究主要集中在生物体系,利用电泳等方法来探测DNA,RNA,蛋白质等穿过孔洞的过程；另一方面,也可以利用流体力来驱动非生物大分子等通过具有一定尺寸的纳米孔洞。本文首先报道了具有更大尺度的聚丁基噻吩共聚十二烷基噻吩(P3BDDT)纳米纤维在超过滤过程中的结构转变现象。当聚噻吩纳米纤维在较高浓度,较强流场下通过孔洞薄膜时,会转变成聚噻吩球形体。相反,在较低浓度,或者较弱流场下通过孔洞薄膜时,则保留了原来纳米纤维的一维形貌。我们也利用标度理论对这一现象进行了理论上的分析,并给出了很好的机理解释。2.聚合物的结晶过程包括晶核的形成和晶粒的生长两个步骤,因此结晶速度受成核速度和结晶生长速度的共同影响。针对聚噻吩体系,我们利用比较简单的方法使聚十二烷基噻吩(P3DDT)分别以不同的方式溶解在甲苯溶剂中：通过搅拌溶解的方式,在P3DDT初始溶液中会形成很多尺寸较大的纳米颗粒,这些纳米颗粒可以作为晶核引发P3DDT的各向同性生长,最后形成星形纳米纤维；通过加热溶解的方式,P3DDT则完全溶解在甲苯溶剂中,在陈化过程中只能通过分子间的π-π相互作用各向异性生长形成线性纳米纤维。由于成核的方式,结晶生长速度的不同,星形纳米纤维比线性纳米纤维具有更快的动力学形成过程。3.嵌段共聚物微相分离的强度主要决定于焓和熵的贡献,即不同嵌段之间的Flory-Huggins参数(x)和聚合物总的聚合度(N)的乘积(xN)。在此基础上,我们研究了聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯(PS-b-PMMA)两嵌段共聚物薄膜形貌在丙酮蒸汽退火下随时间的演化过程。对于对称的嵌段共聚物薄膜,通过控制膜厚和平衡态时相周期的比值可以使不同分子量的嵌段共聚物薄膜都实现由蠕虫状结构到孔洞再到条纹的形貌演化过程；对于非对称的嵌段共聚物薄膜,其形貌的演化过程又取决于嵌段共聚物中每一组分的变化。我们对不同形貌的形成机理进行了详细的讨论。综上所述,我们利用不同方法实现了基于聚噻吩体系凝聚态结构的调控,使其在有机半导体器件等实际应用领域内具有潜在价值。通过对PS-b-PMMA薄膜形貌在丙酮蒸汽退火下随时间演化的研究,我们加深了对嵌段共聚物微相分离的理解和认识。