多功能導電各向異性Janus膜,衍生3D Janus管和3D+2D完整旗形結構

2021-01-08 易絲幫

J. Mater. Chem. C：電紡多功能導電各向異性Janus膜，衍生3D Janus管和3D+2D完整旗形結構

DOI: 10.1039/d0tc00366b

利用靜電紡絲技術，設計合成了一種具有超順磁性、雙各向異性導電和綠-紅雙色發光的同步多功能二維（2D）雙層Janus型薄膜（DJF）。在宏觀上，二維DJF包括緊密結合在一起的兩層，第一層為左右結構的Janus防護膜，第二層為非陣列發光膜。在顯微鏡下，第一層由作為左側區域的[聚苯胺（PANI）/聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）]//[PMMA/Fe3O4]Janus納米帶陣列和作為右側區域的[PANI/PMMA]//[PMMA/Tb（BA）3phen]Janus納米帶陣列組成，而在左側和右側區域中均存在單一導電各向異性，從而導致第一層的雙重導電各向異性。第二層由[Eu（BA）3phen/PMMA]無序納米纖維組成。第一層的右側區域顯示綠色發光，而第二層顯示紅色發光，提供具有紅綠色雙色發光的二維DJF。此外，DJF具有優異的機械各向異性。使用不同的軋制方法將2D DJF捲成三維（3D）Janus管和3D+2D完整旗形結構，以獲得四種類型的Janus管和十二種完整的旗形結構。首次提出了完整旗形結構的新概念，其獨特的結構反映了2D薄膜與3D管的成功結合。新型3D或3D+2D材料顯示出與2D DJF類似的優異性能。此外，可以通過更改不同功能區域的屬性和Janus納米帶的排列來調節3D或3D+2D材料的結構和不同特性。在具有可變特性的單一材料中實現了高度集成的多功能。該設計理念和技術為製備新型多功能納米結構材料提供了技術支持。

圖1.用於製備DJF的裝置和靜電紡絲工藝示意圖。

圖2.（A）完整旗形以及（B）3D雙層Janus管和（C和D）3D+2D完整旗形結構的製備過程示意圖。

圖3.具有變化的Fe3O4/PMMA比的L-LRJP的磁滯回線。

圖4.DJF的（a）截面和（b）表面局部形態的SEM圖像。（c）L-LRJP和（d）R-LRJP的高倍SEM圖像；（e和f）[PANI/PMMA]//[PMMA/Tb（BA）3phen]Janus納米帶和（g和h）[PANI/PMMA]//[PMMA/Fe3O4]Janus納米帶的（e和g）EDS線掃描分析和（f和h）OM圖像；（i）RLM的SEM圖像；（j）DJF中Janus納米帶的寬度分布和（k）RLM中非陣列納米纖維的直徑分布的直方圖。

圖5.LFJP（a，c）和DJF（b，d）斷裂強度檢驗的示意圖。

圖6.（D）DJF中具有變化的PANI含量的R-LRJP的PLE光譜和（b）PL光譜。

圖7.DJF中RLM的PL光譜，（a）L-LRJP中的PANI百分比和Fe3O4含量不同，（b）R-LRJP中的PANI百分比不同。

圖8.（a）DJF、（b）JNNP-DJF、（c）CNAP-DJF和（d）CNNP-DJF的第一層右側區域的PLE光譜和（B）PL光譜。

連結地址：http://www.espun.cn/News/Detail/43256

文章來源：易絲幫

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