近年來，有機-無機鹵化物鈣鈦礦納米晶體（PNC）因其高的光致發光量子產率、可調諧的光學帶隙和窄的半峰寬等優異的光學特性而受到廣泛關注。這些特性使PNC在太陽能電池、發光二極管、顯示器、激光和光電探測器等領域具有廣闊的應用前景。然而，有機-無機鹵化物PNC的不穩定性和小規模生產仍是阻礙行業發展的難題。因此，迫切需要開發一種環境友好、方便快捷地制備具有極佳穩定性的高性能鈣鈦礦量子點的技術。
針對上述科學問題，南京工業大學化工學院、材料化學工程國家重點實驗室陳蘇教授與南京醫科大學附屬江寧醫院李俊主任創新性地采用纖維紡絲化學（FSC）策略，即將微流控芯片可控實現原位反應和靜電驅動力大的特點相結合，基于微流體靜電紡絲技術成功實現了甲胺鉛鹵化物（MAPbX3， X= Cl, Br, I）鈣鈦礦量子點納米纖維膜。在FSC過程中，纖維作為納米反應器，前體PbBr2和MAX在納米纖維上發生化學反應，形成MAPbX3 PNC。在微流控靜電紡絲過程中，溶劑快速揮發，納米纖維逐漸成型并固化；同時鈣鈦礦結晶析出生成PNCs。納米纖維為鈣鈦礦PNCs的生長提供了限域空間，限制了其過度生長并防止其團聚，聚合物的包覆也提升了PNCs的穩定性，避免了有機配體如油酸、油胺等的使用。同時，由微流體靜電紡絲技術構建的超小尺度微反應器不僅規避了有機溶劑的使用和重金屬廢物的產生等潛在問題，而且可以連續大規模生產PNC。此外，通過一步FSC策略制備的PAN/MAPbX3復合納米纖維膜在464 ～ 612 nm范圍內具有可調諧的發射，較窄的半寬(23 nm)和較高的PLQY(58%)。制備的PAN/MAPbBr3納米纖維膜在室溫條件下儲存90天，其發光強度基本不變，其穩定性較我們之前的工作有明顯提高。更重要的是，PAN/MAPbBr3納米纖維膜具有優異的熒光性能、結構穩定性和耐水性，在白光二極管和液晶顯示等光電領域具有廣闊的應用前景。
該研究成果于近日發表在國際重要刊物《Nanoscale》上。(A stable and large-scale organic-inorganic halide perovskite nanocrystals/polymer nanofiber films prepared by a green and in-situ fiber spinning chemistry. Nanoscale, 2022, DOI: 10.1039/D2NR01691E) 。南京工業大學陳蘇教授與南京醫科大學附屬江寧醫院李俊主任為共同通訊人。微流控靜電紡絲機由南京捷納思新材料有限公司提供。
該課題得到了國家自然科學基金重點項目、國家重點研發計劃、江蘇省高校優勢學科建設工程、材料化學工程國家重點實驗室等基金的資助和支持。
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