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加州大学洛杉矶分校贺曦敏教授团队《Adv. Mater. 》:高稳定性、可拉伸的均质钙钛矿凝胶材料
2019-08-05  来源:高分子科技

  钙钛矿材料由于其在光电器件应用方面的出色表现而闻名,近期随着柔性可拉伸器件的发展,钙钛矿在柔性器件上的应用也受到关注。制约钙钛矿在柔性器件上发展的主要因素是钙钛矿材料在实际应用的不稳定性以及钙钛矿与可拉伸介质之间的相容性问题。

  从提高钙钛矿材料稳定性以及工业化生产的角度出发,加州大学洛杉矶分校的贺曦敏教授团队通过将钙钛矿与凝胶体系相结合,发明了一种制备极高稳定性,拉伸性能可控的均质钙钛矿凝胶材料的方法。该方法将利用钙钛矿在不同溶剂中的溶解度以及凝胶在不同溶剂中溶胀率的差异实现了钙钛矿纳米颗粒在凝胶体系中的均质生成。同时该方法还具有高效节能的特点:整体过程在室温下完成,所需的外部能源仅有紫外光。在丙烯酸酯凝胶的保护下,钙钛矿的光致发光性能在水相环境中稳定持续110天以上,甚至在60摄氏度热水以及pH=2的强酸性条件下也能维持稳定长达数天。

图1. 钙钛矿凝胶的合成步骤以及相关性能展示

  由于这种方法适用于多种丙烯酸酯单体,通过改变单体种类,该材料的杨氏模量最高可达110Mpa,断裂伸长率最高可以超过800%,同时在一定拉升范围内具有极佳的恢复性能和可重复性,用于应对不同力学性能以及拉伸条件的需求。

  在高效快捷的钙钛矿凝胶制备方法基础上,利用凝胶可以通过紫外光聚的性能,文章还展示了通过3D打印大发排列3打印任意二维的图案以及三维的结构的钙钛矿材料。

图二. 多种丙烯酸酯单体成钙钛矿凝胶后的力学性能与光学性能

  以上成果分别发表在Advanced materials上。论文共同第一作者为加州大学洛杉矶分校研究生张禹诚赵昱森,通讯作者为贺曦敏教授

  论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201902928

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