Свет будущего: перовскитные квантовые точки
Современные светодиодные системы освещения и дисплеи требуют эффективных светопреобразующих материалов для тонкой настройки, например, изменения цветовой температуры. Особую перспективу среди таких преобразователей демонстрируют перовскитные квантовые точки — нанокристаллы, способные излучать исключительно чистый и интенсивный свет с легко управляемым спектром. Однако их повсеместному применению мешает высокая чувствительность к влаге и кислороду, приводящая к быстрому разрушению и потере свечения. Зародившаяся идея защитить нанокристаллы полимерной оболочкой принесла впечатляющие результаты.
Инновационная коллаборация: фторопласт и перовскиты
В результате успешной совместной работы специалистов Саратовского государственного университета, Санкт-Петербургского академического университета и Университета ИТМО был осуществлен синтез уникальных стабильных люминесцентных материалов. В основу разработки легла комбинация надежного полимера фторопласта и светящихся перовскитных квантовых точек. Значительную поддержку проекту оказал Российский научный фонд, выделив грант на исследования.
Технология электроформования: двойной синтез
Ученые применили передовой метод электроформования, который позволил одновременно формировать полимерное волокно и выращивать внутри него нанокристаллы перовскита. Ключевым элементом конструкции стал раствор прочного фторопласта, в который включили соли цезия и свинца с содержанием брома — предшественники для роста светоизлучающих структур.
Создание защищенных наноструктур
Обработка этой смеси в электрополе высокой напряженности привела к появлению тончайших сплетенных нитей фторопласта. Параллельно в этих же условиях из солей сформировались сверхминиатюрные квантовые точки, их диаметр составил всего 4-13 нанометров – это в десятки раз меньше размеров вирусных частиц.
Прекрасные оптические свойства: яркость становится стандартом
Анализ с помощью электронной микроскопии подтвердил идеальное распределение светящихся перовскитных кристаллов по всему объему полимерного волокна. Важнейшей характеристикой материала стала его феноменальная стабильность: при ультрафиолетовом облучении он испускал интенсивное зеленое свечение, а его яркость оставалась неизменно высокой даже спустя 2,5 года хранения. Показательно, что варьируя время перед обработкой смеси высоким напряжением, исследователи добились контроля над размером квантовых точек и получаемым спектром излучения в диапазоне 507-517 нанометров.
Новые рубежи для гибкой электроники
«Успешный синтез ярко светящихся квантовых точек в стабильной полимерной матрице простым способом и сохранение их свойств годами – это ключ к широкому практическому использованию наших гибридных материалов, — прокомментировали авторы изыскания. — Они открывают путь к созданию передовых устройств: гибкой электроники, носимых медицинских девайсов, высокоэффективных светопреобразователей для систем освещения. Следующая амбициозная цель — расширение палитры свечения материалов до всего видимого спектра, что станет основой для легких гибких дисплеев в смарт-одежде и аксессуарах нового поколения».
Источник: naked-science.ru
