DOI: 10.1007/s42765-022-00196-x
目前,圆偏振发光(CPL)活性纳米材料引起了人们的极大关注。然而,大规模制备多色和白色CPL活性纳米材料仍然是一个很大的挑战。在此,本文提出了一种实现上述目标的简单且可扩展的方法。以手性螺旋取代聚乙炔、非手性荧光染料和聚丙烯腈为原料,通过单轴静电纺丝制备了多色CPL活性纳米纤维,所得纳米纤维的最高发光不对称因子(glum)可达10-2。此外,通过同轴静电纺丝获得了白色CPL活性纳米纤维,其中所得的核壳结构具有优异的可调节性,可用于物理隔离不同的荧光染料以降低能量转移效率。因此,稳定的白色CPL发射可以实现高达10-3的glum值。值得注意的是,制备的白色发射CPL纳米纤维薄膜涂覆在UV芯片上时显示出明亮的白色圆偏振光,表明其在构建低成本柔性发光器件,例如圆偏振发光二极管方面具有广阔的应用前景。
图1.含有不同非手性荧光染料a)ACA、b)BPA、c)Rh6G、d)RhB和e)尼罗红的电纺纳米纤维的SEM照片。插图展示了相应纤维薄膜样品在阳光(顶部)和UV-365光(底部)下的照片。f)静电纺丝荧光纳米纤维的归一化光致发光(PL)光谱。所有情况下激发波长均为365nm
图2.a)R(S)-PSA在CHCl3中的CD和UV-Vis吸收光谱。b,c)使用漫反射圆二色方法(b)和渗透圆二色方法(c)记录的PSA/ACA/PAN纳米纤维的CD和UV-Vis吸收光谱。CD光谱在室温下记录。d)含有不同非手性荧光染料的静电纺丝纳米纤维的镜像CPL光谱(对数据进行归一化处理,对图进行平滑处理)。实线反映了S-PSA/染料/PAN纳米纤维的CPL光谱;虚线对应于R-PSA/染料/PAN纳米纤维的CPL光谱。e)含有不同非手性荧光染料的纳米纤维的最大glum值。f)由ACA/PAN和S-PSA/PAN组成的两个叠加样品的CPL光谱。示意图显示了CPL测试过程中手性薄膜和非手性荧光薄膜之间的相对位置。在测试过程中,光首先穿过荧光膜,然后穿过手性膜
图3.a)同轴静电纺丝制备核壳纳米纤维的示意图。b)在阳光和紫外线下稳定同心泰勒锥的数码照片。c)白色发射核壳纳米纤维的TEM和SEM图像。d)在阳光和UV-365激发下具有白色发射的纳米纤维薄膜的数码照片。e)PSA/ACA/PAN的发射光谱与PSA/Rh6G/PAN的激发光谱的比较。具有不同ACA和Rh6G比例的同轴白色发射纳米纤维的f)PL光谱和g)CIE坐标图。h)白色CFNs的CD光谱。白色CFNs的i)CPL和j)glum光谱(阴影部分是误差线)
图4.a)显示ACA和Rh6G在溶液和混合纳米纤维中不同存在状态的示意图。b)核壳纳米纤维中白光形成的示意图。c)WCPLED器件示意图。d)白光发射器件的PL光谱和数字照片。e)WCPLED的CIE坐标图