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有机-无机钙钛矿材料：制备稳定性良好的防水彩色发光纳米纤维

文章来源：未知更新时间：2018-06-15 11:13:05

近年来，有机-无机杂化材料因其特殊的发光性质而受到关注。具体而言，这种材料的“钙钛矿”晶体已经在化学辐射传感器，存储元件，采光元件，发光二极管以及晶体管中得到了广泛的应用。这些终端的技术应用程序对于正在使用的电脑，手机或平板电脑屏幕非常重要。此外，这些材料成本低廉，具有很高的发光量子产率（PLQY），并且这种彩色发光具有易于调谐的优势。

在Small发布的内容中，这些材料得到进一步研究发展，其中有机-无机钙钛矿材料可以被制成纳米纤维，从而得到极好的长期稳定性和发光性能。

这种钙钛矿晶体的主要特征之一是晶体越小，光学性质越好，并且发现在纳米纤维中的这些晶体在静电纺丝过程中的纳米晶体的尺寸被容易地调节。作者在这项工作中着重展示了使用钙钛矿晶体作为核心材料以及聚丙烯腈（PAN）作为壳材料的静电纺丝纳米纤维的“一锅法”过程。

钙钛矿晶体的组成根据卤素基团（氯、溴或碘）以及组分有机与无机部分的比例而变化。如图（右）所示，这些变化决定了光纤在暴露于紫外线辐射时发出光的颜色。对于所有三种不同的纤维，钙钛矿纳米颗粒（中间一组图像中的黑点）清楚地看到是在PAN壳内而不是表面。

由于PAN是防水的，这对纤维在水中的稳定性存在影响。下图显示了将这些纤维完全浸入水中的一个小瓶，随着时间的推移，亮度逐渐下降。最左边的图片在水中五天后是相同的材料，并且在紫外线下仍然可见。然而，非纤维薄膜形式的相同PAN钙钛矿材料在水中仅仅十分钟后就完全降解并失去所有发光度。

当这些材料制成纳米纤维时，很好地验证了PAN外壳的防水能力。纳米纤维在28℃、湿度80％的环境下进行的另一项实验表明，纳米纤维在30天后光度几乎没有下降，而在40小时后，薄膜在相同环境下显着降解。

此外，作为终端实验，通过在静电纺丝过程中混合用于橙光和蓝光发射纳米纤维的成分来制造发白光的纳米纤维。

这项令人兴奋的研究表明，即使在潮湿环境中，简单地改变发光钙钛矿有机杂化材料的纳米结构，也可以大大改善它们的光学性能以及长期稳定性。由于制备工艺简单，很容易调节它们发出的颜色。这种材料对依赖于发光二极管和晶体管的技术非常有前景，并且采用简单且具有成本效益的制造工艺，可能会引起科技行业的浓厚兴趣。

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