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中山大学吴武强教授团队:大面积防水、耐用的钙钛矿发光纺织品用于海上救援


中山大学吴武强团队利用轻子静电纺丝设备E02-001制备防水、耐用的钙钛矿发光纺织品。

1.摘要

该研究探讨了铅卤化物钙钛矿在可穿戴光电子器件中的潜力。然而,实际应用中存在一些障碍,包括铅卤化物钙钛矿在光照、湿度和温度应力下的不稳定性、有害的铅离子泄漏以及制备大面积和高产量的均匀荧光纺织品的困难。为克服这些障碍,研究报告了一种简单、高吞吐量的电纺技术,用于制备大面积(> 375 cm2)的柔性钙钛矿荧光纺织品,这些纺织品由超稳定的聚合物@钙钛矿@环糊精@硅烷复合纤维编织而成。

 

图1:PLT制备过程的示意图和形态特征表征。

a. PLT制备过程的示意图和UV光照射下制备的纤维膜。b. CsPbBr3@HPβCD@PFOS复合材料在图案显示、白光发光二极管(WLEDs)和可穿戴光电子设备中的应用。控制纤维(c)和CsPbBr3@HPβCD纤维(d)的SEM(YAG背散射电子探测器)图像。e. TEM图像显示带有PFOS涂层和不带涂层的CsPbBr3@HPβCD纤维,如图所示。注意:CsPbBr3@HPβCD@PFOS纤维的顶部半部分经n-己烷选择性蚀刻,以暴露内部的CsPbBr3@HPβCD。f. CsPbBr3@HPβCD@PFOS纤维的近景TEM图像;插图:CsPbBr3晶体的HRTEM图像。

2.研究亮点

这些纺织品表现出明亮而窄带宽的光致发光(光致发光量子产率为49.7%,半峰宽小于17 nm),在常温条件下达到50%光致发光所需的时间为14,193小时,表现出对水浸泡(> 3300小时)、紫外线照射、高温(高达250°C)和压力冲击(高达30MPa)具有良好的稳定性。这些防水的钙钛矿荧光纺织品能够经受剧烈的水冲击而不会检测到铅离子的泄漏。这些低成本且可扩展的编织纺织品在海上救援中具有突破性的应用潜力。

 

2PLTs在图案显示、白光发光二极管(WLEDs)和可穿戴发光服装中的应用。

a 图案发光显示(10 cm × 10 cm)及不同颜色(蓝色、绿色和红色)的相应PL光谱。c 使用CsPbBr3@HPbCD@PFOS复合材料制作的白光LED的1931 CIE色度坐标(工作电压为5 V,驱动电流为100 mA)。d 展示了一个救生衣,上面缝制有“SOS”图案的PLT(10 cm × 22 cm)。

3.总结

该研究通过电纺技术制备了具有出色稳定性和性能的大面积钙钛矿荧光纺织品,为海上救援等领域的应用提供了新的可能性。

 

参考文献:

1.Tian T, Yang M, Fang Y, et al. Large-area waterproof and durable perovskite luminescent textiles[J]. Nature Communications, 2023, 14(1): 234

2.Tian T, Fang Y, Wang W, et al. Durable organic nonlinear optical membranes for thermotolerant lightings and in vivo bioimaging[J]. Nature Communications, 2023, 14(1): 4429.

 

论文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-023-35830-8

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