第七十五章 确定合成方案
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晚饭后，许秋没有去实验室，而是提前返回了寝室。
没有人在寝室，任斌应该是还没返校，陶焱则不知道去哪里浪了。
难道他也去实验室了？今天可是周日。
算了，不管他。
许秋躺在床上，进入模拟实验室，打开系统界面。
学姐的DFT技能熟练度只有三阶50%，想要进行五阶100%的推演，需要先升级。
“系统，将DFT熟练度推演至五阶。”
【推演DFT至五阶0%，需要50%*100+1000=1050积分。是否推演？】
“推演。”
【推演成功。】
“系统，花费500积分，兑换1次五阶100%DFT教学，限定聚合物分析。”
【兑换成功。】
虚拟影像出现。
模拟小人在使用DFT模拟软件前，先是敲了一段神秘代码，将生成的文件放到了软件的根目录下，才打开软件。
软件界面旁边出现一个新的插件，模拟小人又往里面输入了很多参数。
最后，他才导入聚合物单个结构单元的分子结构，运行软件。
大约二十分钟后，电脑得出了模拟结果，运算过程，许秋是快进的。
他发现了一个严重的问题。
那就是模拟小人演示的这种聚合物大分子，和有机光伏材料采用的共轭共聚物的分子结构差别比较大。
许秋有些懊恼，还是草率了啊，应该限定的更加具体的，比如限定共轭共聚物的分析。
不过他没有放弃，继续看下去，遇到不是想要的结构就直接快进到下一个。
好在没过多久，只刷了十几个片段，他就得到了共轭共聚物的高阶模拟计算方法。
他将神秘代码和参数都记录到了模拟实验室的大电脑中。
虽然他并不能完全理解这些代码和参数的具体功能，但是并不妨碍他直接使用它们。
……
许秋退出高阶教学影像，回到模拟实验室，打算尝试一下进阶版的DFT模拟。
思索片刻，他决定用经典的PTB7-TH分子试试水。
他将自己的笔记本电脑也复制进模拟实验室，打开Chemdraw软件，画好PTB7-TH的两个结构单元。
其中，D单元为BDT，A单元为TT。
然后将该分子结构导入到大电脑中，设置好参数，开始模拟。
二十多分钟后，计算完成。
速度有些慢，许秋寻思着，或许可以找台高性能的计算机，帮他做模拟计算，能秒出结果的那种最好。
“系统，可以帮我复制台超算过来吗？”
【权限不足，请求驳回，当前宿主只能复制10米范围内的物品和技能。】
好吧，看来行不通。
而且，他短期内也没有接触超算中心的机会，据他所知，全国有七处超算中心，但没有一所在魔都。
不过，他可以退而求其次。
到学校里做计算物理、计算化学或是计算材料学的实验室，蹭一台能够进行高性能运算的服务器应该也暂时够用了。
比如，魏老师对门219办公室的裴子材教授，就是做“无机半导体材料和介电材料的第一原理计算”。
许秋选修过裴子材的《计算材料学》课程，这个老师还是比较有意思的。
他在上课的时候，总是会忍不住笑出来，不是很能控制自己的面部表情，也因此同学们私下称他为“裴哈哈”。
……
在等待计算结果的过程中，许秋也找了很多关于PTB7-TH的文献，并总结了PTB7-TH的各项性能，主要是能级和禁带宽度。
与文献对照后发现，模拟计算出来的数据与实际上还是有一定的差距的，偏差值大约在0-0.4电子伏特左右。
相较于原始未改进的版本，这个差距已经非常小了。
原始的DFT模拟，因为把大分子材料当做小分子材料进行计算，所以测试出来能级的误差通常在0.5电子伏特以上，而禁带宽度的误差甚至超过了1电子伏特。
要知道，合适的光伏材料，禁带宽度也就是在1-2电子伏特之间，这误差都接近50%了，甚至已经不能说是误差了。
这也是学姐之前说这种方法使用的人越来越少的原因。
对于改进版本后，仍存在的小幅误差，许秋也考虑了可能的原因：
一方面，像PTB7-TH这种分子，它其中的一个结构单元，TT，不是轴对称的，因此它在大分子中的排布规律不确定。
假如所有的TT单元都朝着一个方向排布，那么得到的大分子材料的结晶性能就较强，禁带宽度也较小，性能通常也比较好。
反之，如果是胡乱排列，材料的性能则较差。
另一方面，他学过《有机化学》，知道合成反应都是存在副反应的。
理想情况下，你想让小分子单元手拉手连成一条直线，形成一条直直的大分子链。
但实际情况可能是有的人手拉着别人的脚，有的人头发被别人扯住了，还有人断了胳膊断了腿。
虽然上述情况发生的可能性很小，或许只有1%-5%。
但对于数十数百个这样的人，总会出现各种意外，导致最终得到的材料并不是理想中的材料，而存在缺陷。
因此，理论得到的结果终究还是需要用实践来检验。
……
许秋用软件画出他构想中的分子结构，然后进行进阶DFT模拟计算。
A单元他选择了结构简单的苯并噻二唑BT单元，D单元则选择了噻吩，从一个噻吩到四个相连的噻吩，分别为T、2T、3T、4T。
模拟计算需要一个半小时的时间，他开启了2倍时间加速。
在这段时间内，因为不能离开模拟实验室，他索性在里面做起了组会PPT。
上周学姐考虑到他第一次参加组会，没有经验，才替他把他的工作讲了，这周他就要自己上场了。
先是这周的实验进展，包括器件性能的重复性测试、稳定性测试。
然后是他设计的分子的合成路线。
看似他设计了四个分子，但实际上是四类分子，因为合成中的变化特别多。
比如可以改变支链的大小、种类、位置、数量，可以选择是否引入杂原子，可以改变杂原子的位置、数量等等。
当他完成组会PPT后，模拟结果也全部出来了。
从能级结构和禁带宽度上来看，四类分子都是比较合适的光伏材料。
不过，也只是理论上的。
晚饭后，许秋没有去实验室，而是提前返回了寝室。
没有人在寝室，任斌应该是还没返校，陶焱则不知道去哪里浪了。
难道他也去实验室了？今天可是周日。
算了，不管他。
许秋躺在床上，进入模拟实验室，打开系统界面。
学姐的DFT技能熟练度只有三阶50%，想要进行五阶100%的推演，需要先升级。
“系统，将DFT熟练度推演至五阶。”
【推演DFT至五阶0%，需要50%*100+1000=1050积分。是否推演？】
“推演。”
【推演成功。】
“系统，花费500积分，兑换1次五阶100%DFT教学，限定聚合物分析。”
【兑换成功。】
虚拟影像出现。
模拟小人在使用DFT模拟软件前，先是敲了一段神秘代码，将生成的文件放到了软件的根目录下，才打开软件。
软件界面旁边出现一个新的插件，模拟小人又往里面输入了很多参数。
最后，他才导入聚合物单个结构单元的分子结构，运行软件。
大约二十分钟后，电脑得出了模拟结果，运算过程，许秋是快进的。
他发现了一个严重的问题。
那就是模拟小人演示的这种聚合物大分子，和有机光伏材料采用的共轭共聚物的分子结构差别比较大。
许秋有些懊恼，还是草率了啊，应该限定的更加具体的，比如限定共轭共聚物的分析。
不过他没有放弃，继续看下去，遇到不是想要的结构就直接快进到下一个。
好在没过多久，只刷了十几个片段，他就得到了共轭共聚物的高阶模拟计算方法。
他将神秘代码和参数都记录到了模拟实验室的大电脑中。
虽然他并不能完全理解这些代码和参数的具体功能，但是并不妨碍他直接使用它们。
……
许秋退出高阶教学影像，回到模拟实验室，打算尝试一下进阶版的DFT模拟。
思索片刻，他决定用经典的PTB7-TH分子试试水。
他将自己的笔记本电脑也复制进模拟实验室，打开Chemdraw软件，画好PTB7-TH的两个结构单元。
其中，D单元为BDT，A单元为TT。
然后将该分子结构导入到大电脑中，设置好参数，开始模拟。
二十多分钟后，计算完成。
速度有些慢，许秋寻思着，或许可以找台高性能的计算机，帮他做模拟计算，能秒出结果的那种最好。
“系统，可以帮我复制台超算过来吗？”
【权限不足，请求驳回，当前宿主只能复制10米范围内的物品和技能。】
好吧，看来行不通。
而且，他短期内也没有接触超算中心的机会，据他所知，全国有七处超算中心，但没有一所在魔都。
不过，他可以退而求其次。
到学校里做计算物理、计算化学或是计算材料学的实验室，蹭一台能够进行高性能运算的服务器应该也暂时够用了。
比如，魏老师对门219办公室的裴子材教授，就是做“无机半导体材料和介电材料的第一原理计算”。
许秋选修过裴子材的《计算材料学》课程，这个老师还是比较有意思的。
他在上课的时候，总是会忍不住笑出来，不是很能控制自己的面部表情，也因此同学们私下称他为“裴哈哈”。
……
在等待计算结果的过程中，许秋也找了很多关于PTB7-TH的文献，并总结了PTB7-TH的各项性能，主要是能级和禁带宽度。
与文献对照后发现，模拟计算出来的数据与实际上还是有一定的差距的，偏差值大约在0-0.4电子伏特左右。
相较于原始未改进的版本，这个差距已经非常小了。
原始的DFT模拟，因为把大分子材料当做小分子材料进行计算，所以测试出来能级的误差通常在0.5电子伏特以上，而禁带宽度的误差甚至超过了1电子伏特。
要知道，合适的光伏材料，禁带宽度也就是在1-2电子伏特之间，这误差都接近50%了，甚至已经不能说是误差了。
这也是学姐之前说这种方法使用的人越来越少的原因。
对于改进版本后，仍存在的小幅误差，许秋也考虑了可能的原因：
一方面，像PTB7-TH这种分子，它其中的一个结构单元，TT，不是轴对称的，因此它在大分子中的排布规律不确定。
假如所有的TT单元都朝着一个方向排布，那么得到的大分子材料的结晶性能就较强，禁带宽度也较小，性能通常也比较好。
反之，如果是胡乱排列，材料的性能则较差。
另一方面，他学过《有机化学》，知道合成反应都是存在副反应的。
理想情况下，你想让小分子单元手拉手连成一条直线，形成一条直直的大分子链。
但实际情况可能是有的人手拉着别人的脚，有的人头发被别人扯住了，还有人断了胳膊断了腿。
虽然上述情况发生的可能性很小，或许只有1%-5%。
但对于数十数百个这样的人，总会出现各种意外，导致最终得到的材料并不是理想中的材料，而存在缺陷。
因此，理论得到的结果终究还是需要用实践来检验。
……
许秋用软件画出他构想中的分子结构，然后进行进阶DFT模拟计算。
A单元他选择了结构简单的苯并噻二唑BT单元，D单元则选择了噻吩，从一个噻吩到四个相连的噻吩，分别为T、2T、3T、4T。
模拟计算需要一个半小时的时间，他开启了2倍时间加速。
在这段时间内，因为不能离开模拟实验室，他索性在里面做起了组会PPT。
上周学姐考虑到他第一次参加组会，没有经验，才替他把他的工作讲了，这周他就要自己上场了。
先是这周的实验进展，包括器件性能的重复性测试、稳定性测试。
然后是他设计的分子的合成路线。
看似他设计了四个分子，但实际上是四类分子，因为合成中的变化特别多。
比如可以改变支链的大小、种类、位置、数量，可以选择是否引入杂原子，可以改变杂原子的位置、数量等等。
当他完成组会PPT后，模拟结果也全部出来了。
从能级结构和禁带宽度上来看，四类分子都是比较合适的光伏材料。
不过，也只是理论上的。