[發明專利]一種上轉換微/納米晶自組裝結構及其自組裝方法

在審

• 申請號: 202010696914.1
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111690409A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 尤洪鵬;邵百旗;董浪平
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: C09K11/85
• 分類號: C09K11/85;C09K11/02;B82Y20/00;B82Y30/00;C08L33/02;C08L71/02
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 周蕾

本發明涉及一種上轉換微/納米晶自組裝結構及其自組裝方法，屬于微納米材料技術領域。本發明的上轉換微/納米晶自組裝結構的化學式為：β?NaYF₄:m％Gd³⁺,x％Yb³⁺,y％M³⁺，M³⁺為Er³⁺或者Tm³⁺，0≤m≤30，5≤x≤30，0.1≤y≤10；或者β?NaYF₄:z％Eu³⁺，0.1≤z≤10；球形、棒狀或者片狀形貌，是具有因形貌而異的有序的自組裝結構。本發明的自組裝方法通過納米晶表面修飾兩層具有相反電荷的有機高分子，實現了納米晶的有序自組裝。本發明自組裝納米結構具有高度有序的取向，可進行可通過涂抹、擠壓或輕刷等手段進一步實現顆粒選擇性組裝取向，有望實現無機顆粒的柔性加工及偏振光學器件應用；且自組裝方法工藝簡單易行，無需特殊設備，成本低廉環保。

技術領域

本發明屬于微納米材料技術領域，具體涉及一種上轉換微/納米晶自組裝結構及其自組裝方法。

背景技術

上轉換微/納米晶由于其優異的上轉換發光特性，在激光、顯示、防偽、光伏、及生物醫學等領域中具有廣闊的應用前景。隨著納米科技的發展，新一代微型智能器件的制備大都基于納米晶的自組裝結構，而非單一的納米顆粒。而且，具有特定取向的納米晶自組裝結構能更好的發揮納米晶本身的物/化各向異性，從而有助于更高效地利用納米晶優異的光電磁性能。目前，常見的微/納米晶自組裝方法大都采用氣液界面組裝，利用溶液的緩慢蒸發，驅動納米晶自發形成有序的低能量自組裝結構。然而，氣液界面組裝法存在參數調控難度大，成功率較低，缺陷較多，難以形成大面積自組裝結構，從而影響了其普適性推廣。另外，從實用角度考慮，氣液界面組裝法無法滿足具有特殊外形的微型器件的加工，而且納米晶的自組裝結構也無法適應新一代柔性器件的技術需求。因而發展具有普適性高效率納米晶自組裝方法，對基礎科研及工業應用有著重要的現實意義。

發明內容

本發明要解決現有技術中的技術問題，提供一種具有普適性、高效率的上轉換微/納米晶自組裝結構及其自組裝方法，本發明的自組裝方法為可在無溶劑的條件下達到自組裝的目的，并且可以經進一步涂抹、擠壓或輕刷等手段實現選擇性組裝取向。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案具體如下：

本發明提供一種上轉換微/納米晶自組裝結構，其化學式為：

β-NaYF₄:m％Gd³⁺,x％Yb³⁺,y％M³⁺，其中：M³⁺為Er³⁺或者Tm³⁺，0≤m≤30，5≤x≤30，0.1≤y≤10；或者β-NaYF₄:z％Eu³⁺，其中：0.1≤z≤10；

所述上轉換微/納米晶自組裝結構為球形、棒狀或者片狀形貌，是具有因形貌而異的有序的自組裝結構。

在上述技術方案中，優選的是所述上轉換微/納米晶自組裝結構的化學式為β-NaYF₄:x％Yb³⁺,y％Er³⁺，其中5≤x≤30，0.1≤y≤10。

在上述技術方案中，優選的是所述上轉換微/納米晶自組裝結構的顆粒尺寸為30nm至1.6μm。

在上述技術方案中，進一步優選的是所述上轉換微/納米晶自組裝結構是直徑為30nm的球形形貌,直徑為50-200nm且長度為220-1600nm棒狀形貌，或者直徑為170nm且厚度為64nm片狀形貌。

本發明還提供一種上轉換微/納米晶自組裝結構的自組裝方法，包括以下步驟：

步驟一、制備球形、棒狀或者片狀形貌的上轉換微/納米晶；