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易丝帮讯 近日，北京化工大学潘凯等人发明涉及一种柔性白色荧光纳米纤维膜的制备方法，专利号为：201810262224 .8。该发明利用静电纺丝技术，分别在双通道注射器中加入含有不同荧光物质的聚合物纺丝溶液，通过控制荧光物质的种类及含量，可以制备得到具有Janus结构的白色荧光纳米纤维膜。为了制备白色荧光纳米纤维膜，该发明就荧光物质的选择、混合与含量调控进行了设计，通过进一步调控荧光物质的配比和利用Janus结构的空间隔离性以及白色荧光发射的供体-受体能量转移机理，可以得到包括发白光在内的各种荧光颜色的纳米纤维膜。该发明涉及到的实验操作简单，制备得到的Janus结构白色荧光纳米纤维膜是柔性的，具有可弯折、可卷曲的特性，应用性较强。
据悉，白光的实现，需要保证荧光物质之间有一定的间隔，避免共混时荧光共振能量转移导致荧光猝灭，只有当各自的发射峰都明显出现，且按一定强度比例搭配时才可以得到白色荧光。柔性白光荧光纳米纤维膜的制备，需要合理调配荧光物质的含量，荧光分子之间需要进行一定的空间隔离。通常情况下大都是采用单针头的静电纺丝方法，然而采用这种单针头的静电纺丝技术，当直接混合多种荧光物质时，很容易导致荧光猝灭的现象，无法准确调配出白光，不能制备出理想的膜。
静电纺丝是一种相对简单、过程容易控制、主要应用于纺丝的工艺，它可以生产出直径纳米至微米级的纤维，无数超细的纤维可相互搭接成致密的纤维膜。可用于纺丝的聚合物包括聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯腈(PAN)、聚乳酸(PLA)、聚酰亚胺(PI)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氨酯(PU)、聚己内酯(PCL)、聚乙烯醇(PVA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)等。
为达到上述目的，该发明提供了一种柔性白色荧光Janus结构纳米纤维膜的制备方法；它是利用双通道静电纺丝的方法，以Janus针头作为喷丝头，即采用两个并列平行的针头紧贴在一起，另外组装静电纺丝所需仪器设备，每个针头通道中的聚合物纺丝液均采用聚合物和荧光物质的有机溶液作为纺丝液，两个针头中的荧光物质颜色不同，调节纺丝参数，稳定持续地电纺得到每根纤维都具有Janus结构的纳米纤维，利用这种异质结构带来的空间隔离效应控制荧光能量转移，合理调配荧光颜色，根据荧光发射的供体-受体能量转移体系，进而得到理想的柔性白色荧光纳米纤维膜。
图1 双通道静电纺丝法制备柔性白光荧光纳米纤维膜的仪器示意图
图2 双通道静电纺丝法制备Janus结构荧光纳米纤维过程示意图
图3 通过双通道静电纺丝法制备的Janus异构纳米纤维膜的透射电子显微镜图
图4 组不同荧光物质含量配比的柔性白光纳米纤维膜的荧光光谱图
图5 通过添加不同荧光物质含量配比、在365nm激发光作用下得到的4组Janus纳米纤维膜的荧光色坐标以及相应的柔性白光荧光纳米纤维膜的实物图
图6 借助双通道静电纺丝法进行的图案化设计，通过改变电纺推进速度，在365nm激发光作用下得到不同发光颜色纳米纤维膜的示意图
该发明实施例提供了一种通过自制的双通道静电纺丝法制备柔性白光荧光纳米纤维膜的方法，制备出的膜是柔性的，可以进行弯折卷曲，具有Janus结构，操作简单，可控性较好，适用于智能材料与显色材料。
附：专利信息
申请号 201810262224 .8
申请日 2018 .03 .28
申请人 北京化工大学
发明人 潘凯 许冬峰 汪秋桐
Int .Cl .
D04H 1/728( 2012 .01 )
D01D 5/00( 2006 .01 )
D01F 1/04( 2006 .01 )
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