钛矿 量子点具有波长连续可调的发射光谱、极窄的半峰宽和超高量子产率等光学特性,具有广阔的应用前景。然而,钙钛矿量子点固有的结构不稳定性严重阻碍了其在光电器件中的应用,因此,迫切需要开发一种环境友好、方便快捷地制备具有极佳稳定性的高性能钙钛矿量子点的技术。

针对上述科学问题,南京工业大学化工学院、材料化学工程国家重点实验室陈苏教授团队,创新性地采用纤维纺丝化学(FSC)策略,即将微流控芯片可控实现原位反应和静电驱动力大的特点相结合,基于微流体静电纺丝机成功实现了在壳核纤维的界面中原位制备卤铅甲眯(FAPbX 3, X = Cl, Br, I)钙钛矿量子点,其中聚苯乙烯(PS)为内核 聚合物 基质,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为外核材料。FSC策略在制备量子点材料中有以下优点:1)一步法实现钙钛矿量子点的原位制备以及聚合物基质封装,无需复杂的后处理操作;2)避免了大量有机化学试剂的使用;3)聚合物的封装极大地提高了钙钛矿量子点的稳定性。由此得到的PS/FAPbX 3/PMMA壳核 纳米 纤维膜不仅具有发光颜色可调(450, 540, 625 nm)以及高量子产率(82.3%)等光学特性,而且在蓝光照射、长时间空气中存放以及泡水测试中都表现出优良的稳定性。鉴于此,我们团队利用制备的红光、绿光发射的纳米纤维膜构筑了光致发光的量子点显示器,其色域可达到125%

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图1 (a) FSC策略制备PS/FAPbBr3/PMMA纳米纤维膜示意图。(b) 在纤维中原位生成FAPbBr3量子点机理示意图。

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图2 微流控静电纺丝机(南京捷纳思新材料有限公司提供)

该研究成果于近日发表在被国际重要刊物《Chinese Chemical Letters》上(DOI:10.1016/j.cclet.2022.03.107)。“In-situ synthesis of stable perovskite quantum dots in core-shell nanofibers via microfluidic electrospinning”。南京工业大学陈苏教授、王彩凤教授为通讯作者。

该课题得到了国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金面上项目、江苏省高校优势学科建设工程的资助和支持。

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来源:高分子科学前沿

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