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长春理工大学董相廷&于文生ChemNanoMat:磁性红绿双色荧光二维双各向异性导电Janus阵列膜的制备及其应用
2020/10/22 9:44:07 admin

DOI:10.1002/cnma.202000501

通过静电纺丝技术制备了具有红绿双色荧光和磁性同步功能的二维双各向异性导电Janus阵列膜(SJAP)。SJAP由两层紧密结合的薄膜组装而成的。{[CoFe2O4/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)]@[聚苯胺(PANI)/PMMA]}//[Tb(acac)3bipy/PMMA]特殊Janus纳米带阵列膜作为左侧(L-SJAF),{[CoFe2O4/PMMA]@[PANI/PMMA]}//[Eu(TTA)3(TPPO)2/PMMA]特殊Janus纳米带阵列膜作为右侧(R-SJAF)。从微观上看,具有同轴//单轴结构的Janus纳米带有效地将三种功能物质限制在各自的区域内,避免了传导、磁性和荧光之间的不利影响,从而获得了增强的荧光和较强的各向异性传导。宏观上,SJAP实现了绿色和红色荧光区域的划分,并且具有单各向异性的L-SJAF和R-SJAF的紧密结合使SJAP获得了双各向异性传导。微观和宏观部分的高度集成使SJAP具有双各向异性传导、磁性和红绿双色荧光。通过卷曲SJAP创建了两种类型的3D Janus结构管,实现了从1D纳米带到2D SJAP再到3D管的结构演变。新型3D管道具有与SJAP相同的属性。研究表明,新型SJAP和3D管在电子皮肤领域具有广阔的应用前景。该设计理论和技术为制备其他多功能材料提供了一种新的思路。

 

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图1.2D SJAP左侧薄膜(L-SJAF)和右侧薄膜(R-SJAF)的结构示意图以及2D SJAP的物理数字照片。


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图2.CoFe2O4NPs、SJAP和对照样品的XRD图谱,以及CoFe2O4的标准曲线。


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图3.SJAP(a),L-SJAF(b),L-JAF(c),L-HAF(d),L-SJNF(e),L-JNF(f)和L-HNF(g)表面形貌的SEM图像,纳米带宽度分布的直方图:L-SJAF(h),L-JAF(i),L-HNF(j),L-SJNF(k),L-JNF(l)和L-HNF(m)。图3(b)的插图显示了特殊Janus纳米带的厚度。


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图4.光学显微镜图像(a,c),SJAP中单个[M@C]//G Janus纳米带和[M@C]//R特殊Janus纳米带的EDS线扫描分析(b,d)。


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图5.掺杂不同百分比Tb(acac)3bipy的纳米带的激发(a)和发射(b)光谱。


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图6.在SJAP中,具有不同PANI与PMMA百分比的L-SJAF(a,b),R-SJAF(c,d)的激发和发射光谱。


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图7.在SJAP中,具有不同CoFe2O4 NPs与PMMA质量比的L-SJAF(a,b),R-SJAF(c,d)的激发和发射光谱。


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图8.SJAP中激发光和发射光的示意图:不同的PANI百分比(a)和CoFe2O4 NPs质量比(b)。


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图9.SJAP和对照样品的激发光谱(a,c)和发射光谱(b,d)。


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图10.SJAP和对照样品的激发光和发射光的示意图。


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图11.样品导电测试示意图。


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图12.SJAP在LED多电路中的应用。


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图13.不同PANI含量下SJAP的导电示意图。


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图14.SJAP和对照样品的导电示意图。


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图15.CoFe2O4 NPs的质量比不同时,CoFe2O4 NPs和SJAP的磁滞回线。


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图16.2D SJAP的示意图和3D Janus结构管的压接示意图。


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图17.3D Janus结构管的物理图片(a,b),以及在黑暗环境中,在348nm紫外光激发下3D Janus结构管的发射光照片(c,d)。


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图18.制备SJAP的设备图和静电纺丝工艺。



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