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【学术聚焦】2022年第19期:材料学院王桦/王罗新教授团队(聂坤博士)在全无机金属卤化物及高性能纤维领域取得新进展

通讯员:黄强来源:材料科学与工程学院 阅读:发布时间:2022-09-26审稿:刘欣

9月14日,材料领域知名期刊《Nano Research》(中科院大类1区Top期刊,中国科技期刊卓越行动计划“领军期刊”)在线报道了武汉纺织大学材料科学与工程学院王桦/王罗新教授团队(聂坤博士)研究的一种全无机钙钛矿溶液与高性能纤维材料结合应用于荧光防伪领域的重要进展。全无机卤化铯铅CsPbX3(X=Cl, Br, I)钙钛矿纳米晶(NCs)作为一种新型的集光、发光材料,目前在光伏、光电子以及荧光防伪等领域得到了广泛应用。为了更好的利用其优秀性能,实现钙钛矿领域的广泛应用,非常有必要对CsPbX3钙钛矿纳米晶进行性能以及稳定性提升。此外,应用拓展也将是钙钛矿领域的一个重大突破。

由于目前对于CsPbX3(X=Cl, Br, I)钙钛矿纳米晶的研究主要集中在CsPbX3(X=Cl, Br, I)钙钛矿量子点、纳米片等形貌的性能以及应用拓展方面,因此对于CsPbX3(X=Cl, Br, I)钙钛矿其它形貌的研究十分有限。文章基于钙钛矿领域的研究进展重点对CsPbX3(X=Cl, Br, I)纳米线和CsPbX3(X=Cl, Br, I)纳米棒进行了探讨和研究,对它们进行了性能提升,这进一步完善了CsPbX3(X=Cl, Br, I)钙钛矿体系,为后续的研究提供了参考依据。此外,对于钙钛矿的应用,主要集中在太阳能电池、发光二极管、LED、激光器等器件的应用拓展领域方面,当然对于荧光防伪领域也有涉及,但目前采用材质大多集中于薄膜,3D打印方向,文章对其荧光防伪材质进行了拓展。CsPbX3钙钛矿是一种光致发光材料,在紫外灯下具有一定的显色反应,文章利用它的这种特性与团队特色芳纶/聚苯硫醚(ACFs/PPS)高性能柔性纤维进行了材料复合,制备了钙钛矿基复合纤维材料,这种柔性纤维复合材料拓展了钙钛矿领域以及高性能纤维领域的应用范围,这对于两个领域的应用都将是一个新的突破,为荧光防伪、纳米光电器件和荧光复合材料的应用奠定了基础。该成果以Metal halide perovskite nanocrystals with enhanced photoluminescence and stability toward anti-counterfeiting high-performance flexible fibers为题发表在发表于材料领域知名期刊《Nano Research》(中科院大类1区Top期刊,影响因子IF=10.269,中国科技期刊卓越行动计划“领军期刊”)上。文章链接:https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-022-5041-8。该论文以武汉纺织大学为第一完成单位和唯一通讯作者单位,材料科学与工程学院聂坤博士为第一通讯作者,武汉纺织大学王罗新教授和马晓雪博士为论文共同通讯作者,材料科学与工程学院2020级硕士研究生周冉冉为第一作者。

图1:高性能纤维工作原理图

图2:钙钛矿纳米棒溶液与芳纶/聚苯硫醚(ACFs/PPS)复合纸通过复合实现荧光防伪应用——(a)纳米棒溶液(b)芳纶/聚苯硫醚(ACFs/PPS)复合纸(c)、(d)复合后柔性纤维的显色反应(e)未复合的芳纶/聚苯硫醚(ACFs/PPS)复合纸的显色反应

基于性能更为优越的CsPbI3钙钛矿纳米棒,将其与课题组特色芳纶/聚苯硫醚(ACFs/PPS)复合纸进行渗透复合,复合后的柔性纤维材料在紫外光下具有显色反应可应用于荧光防伪领域。

王桦/王罗新教授团队简介:

王桦/王罗新教授团队是省部共建纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室的重要支撑团队之一,现有专职教师14人,其中教授3名、副教授(高级工程师)7名,博士讲师4名,在读硕士研究生60余人。本团队围绕高性能纤维材料制备及应用开展研究工作,主要解决我国高性能纤维、纤维分离与响应材料,纤维增强复合材料等领域发展过程中的重大关键共性工程技术问题,重点承担聚苯硫醚纤维、聚甲醛纤维及碳纤维增强复合材料应用领域产业化方面的重大研究攻关及生产示范推广项目。开展“高温除尘聚苯硫醚纤维滤料制备”、“芳纶纸”、“芳纶/碳纤维增强聚苯硫醚复合材料”、"高性能熔喷非织造材料"等关键技术研究。本团队和多家企业建立了良好合作关系,为科研成果产业化搭建了良好的平台。近五年来,本团队先后承担了十余项国家级、省部级重大科研项目,其中大部分科研成果得到推广应用,取得了良好的经济和社会效益,多项成果获得国家、省部级科技奖励,获得国家专利50余项,累计发表论文150余篇。

聂坤,工学博士,武汉纺织大学材料学院讲师,硕士生导师。博士毕业于中国地质大学(北京)和美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)。目前在Nano Research,Nanoscale等知名期刊发表SCI论文10余篇。主要研究方向包括高性能纤维、钙钛矿纳米发光材料、稀土发光材料及有机无机纳米复合材料等。

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编辑:程鹏
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