为了使钙钛矿量子点（PQDs）材料产生白光或多色发光效果，常用的方法是将具有由不同种类和组成的卤素阴离子的PQDs直接混合。然而，这种方法会导致不同PQDs之间的卤素阴离子发生无法控制的离子交换现象，从而致使材料最终的荧光颜色发生不可控的变化。因此，为了获得高效且可设计的多色发光效果，关键策略在于将不同的PQDs准确地限制在各自独立的区域中，从而有效避免卤素阴离子的交换。
近日，长春理工大学董相廷教授团队在期刊《Journal of Colloid and Interface Science》上，发表了最新研究成果“Electrospun perovskite quantum dots-based Janus microribbons film with white light and multicolor luminescence for optical data storage and anti-counterfeiting”。研究者通过平行静电纺丝技术合成了基于PQDs的Janus微米带薄膜（Janus-MRF），Janus-MRF可在多波长刺激下实现白光和多色荧[CsPbCl1.5Br1.5/Eu(BA)3phen/PS]//[CsPbBr3/Eu(BA)3phen/PS]（BA = 苯甲酸根离子，phen = 1,10-菲啰啉，PS = 聚苯乙烯）Janus 微米带作为Janus-MRF的基本结构单元，其中CsPbCl1.5Br1.5和CsPbBr3 PQDs分别提供蓝色和绿色荧光，而Eu(BA)3phen提供红色荧光。图1为PQDs和纺丝液I和II的合成示意图，以及Janus微米带和Janus-MRF的制备、组成及形成机制示意图。这项工作中的设计理念和制造工艺为基于PQDs材料的制备和应用提供了新颖的思路和策略。
图1：(a) PQDs和(b)纺丝液I和II的合成示意图，以及(c) Janus微米带和Janus-MRF的制备、组成及形成机制示意图
所制备的Janus-MRF具有良好的微米带形貌，Janus微米带的内部能够形成两个独立的微观区域，将CsPbCl1.5Br1.5和 CsPbBr3 PQDs分别限制在各自的区域内，避免了由于两种PQDs由于直接接触而发生的卤素阴离子交换现象，使得Janus-MRF最终获得了更强且易设计的宏观荧光（如图2）。
图2：Janus-MRF的(a) SEM照片；Janus微米带的(b) EDS线扫描、(c) 光学显微镜照片和(d)荧光显微镜照片
由于PQDs和Eu(BA)3phen的最佳激发波长存在差异，因此在多波长刺激下，Janus-MRF实现白光和多色发光（图3）。通过荧光性能的比较结果表明，Janus-MRF与对比样相比，作为基本结构单元的Janus微米带可以避免离子交换现象导致荧光颜色发生不可控的改变，进一步证明Janus微米带具有更佳的结构优势和荧光性能（图4）。同时，Janus-MRF所具有的柔性、白光发射和多色发光特性可用于先进的防伪和白光LED应用，有助于有效打击假冒产品（图5）。
图3：在不同激发波长下（350 nm、370 nm和400 nm）含有不同CsPbBr3 PQDs含量的Janus-MRF的(a-c)荧光光谱和(b-f) CIE色坐标图
图4：在不同激发波长下（350 nm、370 nm和400 nm）Janus-MRF和对比样的(a-c)荧光光谱和(b-f) CIE色坐标图
图5：在不同激发波长下（350 nm、370 nm和400 nm）具有可定制的形状和高柔性的Janus-MRF的实物照片
此外，通过Janus-MRF在多波长刺激下获得的可识别荧光光谱以及Janus-MRF的荧光颜色对温度变化的敏感性，可以获取不同的子条形码，这些子条形码进一步整合到一个大型的光子条码编码库中（图6），最终可以实现高容量数据存储和先进的防伪应用，从而扩大了Janus-MRF的应用范围。
图6：Janus-MRF应用于光子条形码的示意图
长春理工大学在读博士生霍昕彤为该项研究成果的第一作者。设计理念和制备技术对开发其他新型PQDs材料具有重要作用，所制备的Janus-MRF在防伪、照明、数据存储和显示等领域设备具有潜在的应用前景。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jcis.2025.138276
人物简介：
董相廷，长春理工大学化学与环境工程学院教授，博士，博士生导师。从事纳米材料与技术研究，主要研究方向为：电纺技术构筑光电磁多功能一维纳米结构材料与特性研究；电纺技术构筑稀土化合物一维纳米材料与发光性能研究；电纺、水热与溶剂热等及其结合技术构筑低维纳米材料与表征，并将所构筑的低维纳米材料应用于光催化分解有机污染物、光催化分解水制氢、电催化析氢和析氧、锂离子电池、锂硫电池、超级电容器和气体传感器中。以第1名获吉林省技术发明一等奖1项、技术发明二等奖1项、自然科学二等奖1项和吉林省自然科学学术成果奖一等奖2项；以通讯作者在Adv. Funct. Mater., Matter, Small, Renew. Sust. Energ. Rev., Chem. Eng. J., Renew. Energ., ACS AMI, Compos. Sci. Technol., Sensor Actuat B: Chem, J. Mater. Chem. C, Nanoscale等国际重要期刊发表论文500余篇，D指数44 (Research. Com);获授权国家发明专利100余件；研究成果引起领域内同行的高度关注。
