[發(fā)明專利]一種三維自旋交叉凝膠材料及制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110584008.7
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113354841B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅洋輝;王佳瑩;馬淑華;董慧;張嵐;方文霞
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: C08J3/09
• 分類號: C08J3/09;C08L27/16;C08L71/02;C08K5/00;C08K3/16
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開了一種三維自旋交叉凝膠材料及制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明所述的凝膠材料包括PVDF、PEG、二維自旋交叉配合物和鑭系摻雜的上轉(zhuǎn)換納米粒子，所述二維自旋交叉配合物為[Fe(1,3?bpp)₂(NCS)₂]₂，所述的[Fe(1,3?bpp)₂(NCS)₂]₂對于PVDF的質(zhì)量百分比為0.375％～6％，所述的上轉(zhuǎn)換納米粒子對于PVDF的質(zhì)量百分比為0.075％～1.2％；所述的PEG與PVDF的質(zhì)量比為0.2～1:1～4。該三維自旋交叉凝膠材料實現(xiàn)了常溫常壓下近紅外光觸發(fā)的分子自旋交叉行為，且制備簡單、性能穩(wěn)定，在信息儲存，分子開關(guān)，分子顯示等分子電子器件方面有巨大的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種自旋交叉配合物材料，特別涉及一種三維自旋交叉凝膠材料及制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

自旋交叉材料是最引人注目的雙穩(wěn)態(tài)材料之一，它具有在兩種電子狀態(tài)之間切換的能力，即在特定外界刺激條件下(如溫度、壓力、光輻射、客體分子等)發(fā)生過渡金屬離子高、低自旋狀態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)換。這種轉(zhuǎn)換會伴隨著一系列磁學(xué)、電子學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)等性能變化，使得它們在分子水平上的新型信息存儲器件、分子開關(guān)、顯示器件、探測器件等領(lǐng)域具有誘人的應(yīng)用前景。

超薄二維納米材料由于原子級厚度和二維層狀結(jié)構(gòu)，賦予了其獨特的物理學(xué)、電子學(xué)、化學(xué)和光學(xué)性質(zhì)以及廣闊的應(yīng)用前景。然而在實際應(yīng)用中，二維材料的“面-面”堆疊極大地限制了其性能的發(fā)揮，凝膠化作為實現(xiàn)二維納米材料液相三維組裝的重要手段，不僅減少了二維材料的團聚，保留更多的活性位點，同時形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以提供暢通的離子電子傳輸通道，提升材料在信息儲存器件、分子開關(guān)、顯示器件等應(yīng)用中的實用性。

對于實際應(yīng)用，其中一個基本前提是在常溫常壓下使用簡單，有效的刺激來實現(xiàn)自旋交叉的轉(zhuǎn)換。跟熱誘導(dǎo)自旋交叉相比，光誘導(dǎo)具有響應(yīng)時間短、選擇性高、能耗低的優(yōu)點，因而更具有實用價值。只是大多數(shù)光觸發(fā)開關(guān)是用高能紫外(UV)或可見(vis)光驅(qū)動的，這具有有限的穿透和侵入性的缺點。因此，高穿透性和無毒近紅外(NIR)光可以作為一種極好的替代品。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種三維自旋交叉凝膠材料。本發(fā)明還提供了該三維自旋交叉凝膠材料的制備方法和應(yīng)用，該方法操作簡單、條件溫和，能夠在常溫常壓條件下，實現(xiàn)固體狀態(tài)單分子水平上的低能量光致自旋交叉行為。本發(fā)明的材料用于信息儲存，分子開關(guān)，分子顯示等分子電子器件中。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種三維自旋交叉凝膠材料，包括PVDF、PEG、二維自旋交叉配合物和鑭系摻雜的上轉(zhuǎn)換納米粒子，所述二維自旋交叉配合物為[Fe(1,3-bpp)₂(NCS)₂]₂，所述的[Fe(1,3-bpp)₂(NCS)₂]₂對于PVDF的質(zhì)量百分比為0.375％～6％，所述的上轉(zhuǎn)換納米粒子對于PVDF的質(zhì)量百分比為0.075％～1.2％；所述的PEG與PVDF的質(zhì)量比為0.2～1:1～4。

優(yōu)選地，所述的鑭系摻雜的上轉(zhuǎn)換納米粒子為β-NaYF₄:ErYb、β-NaYF₄:HoYb、β-NaYF₄:TmYb或β-NaYF₄:PrYb中的一種或多種。

優(yōu)選地，二維自旋交叉配合物對于PVDF的質(zhì)量百分比為1.5％，鑭系摻雜的上轉(zhuǎn)換納米粒子對于PVDF的質(zhì)量百分比為0.3％；所述的PEG與PVDF的質(zhì)量比為0.4-0.5:2。

最優(yōu)選地，所述的PEG與PVDF的質(zhì)量比為0.45:2。

優(yōu)選地，所述的PEG為PEG-6000，所述的PVDF為PVDF-50000。