武漢紡織大學(xué)王棟教授/楊麗燕副教授《Adv. Mater.》：大尺寸、可拉伸、自保護(hù)、超高穩(wěn)定性的鈣鈦礦光致發(fā)光長絲

2024-03-21 來源：高分子科技

關(guān)鍵詞：濕法紡絲高拉伸性超高熒光穩(wěn)定鈣鈦礦光致發(fā)光

鹵化鉛鈣鈦礦因其優(yōu)異的光電性能，例如，光致發(fā)光量子產(chǎn)率高，發(fā)射光譜可調(diào)，色純度高，載流子輸運(yùn)效率高，在柔性顯示和可穿戴光電子領(lǐng)域展示巨大應(yīng)用潛力。然而，鹵化鉛鈣鈦礦在濕、熱和紫外光照下本征不穩(wěn)定性阻礙了其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展和應(yīng)用。利用聚合物自封裝效應(yīng)，構(gòu)建鈣鈦礦@聚合物復(fù)合結(jié)構(gòu)提升鈣鈦礦環(huán)境穩(wěn)定性和柔性的有效手段。

近期，武漢紡織大學(xué)紡織纖維及制品教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王棟教授團(tuán)隊(duì)的楊麗燕副教授首次提出采用濕法紡絲開發(fā)高拉伸性和超高熒光穩(wěn)定的鈣鈦礦@聚合物光致發(fā)光長絲（圖 1）。該工作以“Large-scale, stretchable, self-protective, and multifunctional perovskite luminescent filament with ultra-high stability”為題發(fā)表于《Advanced Materials》。文章第一作者為武漢紡織大學(xué)技術(shù)研究院的楊麗燕副教授，通訊作者為王棟教授。該研究工作得到國家自然科學(xué)基金和湖北省自然科學(xué)基金支持。

圖 1 連續(xù)制備多彩鈣鈦礦光致發(fā)光長絲

制備的鈣鈦礦@聚合物光致發(fā)光長絲（CsPbX₃ PLF，X=Cl, Br, I）熒光顏色豐富、亮度高（PLQY~24.5%）、發(fā)射光譜可調(diào)、色純度高、拉伸形變率大（~2400%）（圖 2）。XPS表面元素分析和TOF-SIMS厚度剖析表明鈣鈦礦納米在聚合物中均勻分布，表面/本體的階梯式分布結(jié)構(gòu)，提高了CsPbX₃ PLF的拉伸穩(wěn)定性和環(huán)境穩(wěn)定性。同時(shí)，拉伸作用不影響鈣鈦礦結(jié)晶性能，只誘導(dǎo)多角度取向（圖 3）。

圖 2 CsPbX₃ PLF的光致發(fā)光性能和拉伸穩(wěn)定性。

圖 3 CsPbX₃ PLF和TPU的WAXS圖

憑借聚氨酯的原位封裝效應(yīng)及其與CsPbBr₃納米晶之間的螯合作用，CsPbBr₃ PLF在空氣（20~35 °C，30~80% RH）和85%高濕度環(huán)境中存儲(chǔ)30天、50℃的環(huán)境溫度中保存30天、水中浸泡30天、UV光照300分鐘、強(qiáng)酸強(qiáng)堿溶液（pH 1-13）和有機(jī)溶劑中浸泡5 min，均表現(xiàn)出突出的光致發(fā)光穩(wěn)定性（圖 4）。該生產(chǎn)方法環(huán)境友好、生產(chǎn)速度高（0.7m/min）、生產(chǎn)成本低（1.56美元/100米）、回收利用熒光性能良好（回用5次，PL保持80%，回用10次，PL保持50%），大面積生產(chǎn)潛力巨大。

圖 4 鈣鈦礦光致發(fā)光長絲超高環(huán)境穩(wěn)定性。

憑借CsPbX₃PLF優(yōu)異的環(huán)境穩(wěn)定性、耐酸堿性和耐有機(jī)溶劑性能，首次實(shí)現(xiàn)了在有機(jī)染料和拉伸應(yīng)變傳感、柔性圖案顯示、二次防偽和危險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)方面的應(yīng)用（圖 5），拓寬了鈣鈦礦材料的應(yīng)用領(lǐng)域。

圖 5 鈣鈦礦光致發(fā)光長絲及紡織品的多功能應(yīng)用。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202400919

【作者簡介】

王棟，武漢紡織大學(xué)二級(jí)教授，博導(dǎo)，現(xiàn)任武漢紡織大學(xué)黨委常委、研究生院院長、學(xué)科辦主任，紡織纖維及制品教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。獲評國家“萬人計(jì)劃”青年拔尖人才、教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才”，享受國務(wù)院政府特殊津貼。榮獲全國五一勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)�、美國纖維學(xué)會(huì)杰出成就獎(jiǎng)、中國青年科技獎(jiǎng)、中國紡織工程學(xué)會(huì)紡織學(xué)術(shù)大獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。長期致力于先進(jìn)纖維新材料及其與生物、電子、能源、環(huán)境等交叉學(xué)科領(lǐng)域的創(chuàng)新研究工作。

楊麗燕，武漢紡織大學(xué)技術(shù)研究院副教授，碩導(dǎo)，入選湖北省楚天學(xué)者計(jì)劃。獲國家自然科學(xué)基金青年基金、湖北省自然科學(xué)基金青年基金、武漢市科技局國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室專項(xiàng)資助，就鈣鈦礦材料與光伏、發(fā)光器件方面研究在Adv. Mater.、Rep. Prog. Phy.、Adv. Funct. Mater.、J. Mater. Chem. A等期刊發(fā)表SCI 論文20余篇，ESI高被引論文1篇。

課題組主頁：http://wdgroup.org/

版權(quán)與免責(zé)聲明：中國聚合物網(wǎng)原創(chuàng)文章。刊物或媒體如需轉(zhuǎn)載，請聯(lián)系郵箱：info@polymer.cn，并請注明出處。

（責(zé)任編輯：xu）

【大中小】【打印】【關(guān)閉】

相關(guān)新聞

誠邀關(guān)注高分子科技

更多>>最新資訊

更多>>科教新聞

免费av大片在线看_日本久久东京热午夜_日韩欧美亚洲中文字幕国_大战刚结婚的少妇_亚洲AV成人综合网成人_91九色丨PORNY丨交换_成人动漫网站_欧美在线专区

誠邀關(guān)注高分子科技