张洪杰/刘凯团队Angew Chem:制备稀土纳米材料介晶相

稀土纳米材料由于其优异的光电磁学性能,使其成为照明、显示、光伏、催化及生物医药等领域中不可或缺的材料。随着纳米科技的发展,新一代微型光电功能器件对纳米材料制备提出了新的要求,所需纳米材料不仅要具有长程有序的组装结构,同时还要有柔性易加工的特点。众所周知,受制于纳米尺度颗粒间强的作用力,无机纳米材料在无溶剂介质的条件下,会产生严重的团聚现象,即使高温处理也不会产生介晶相,从而严重制约了稀土纳米材料面向新一代智能微型器件的应用。因此,实现稀土纳米材料介晶相行为,对于发掘其新的物化特性及光电器件应用具有重要意义。

鉴于此,张洪杰院士、刘凯副教授团队受有机热致液晶分子刚柔并济结构的启发,发展了一种稀土纳米晶表面修饰的策略,实现了稀土纳米晶的热致介晶相,并系统研究了颗粒形貌及尺寸对介晶相的影响,并发展了稀土介晶相的极化荧光性能。

研究人员通过对稀土纳米晶表面进行共价修饰柔性链段,以此为刚性的纳米颗粒引入可滑移的柔性结构部分,进而实现了稀土纳米晶在无溶剂条件下的长程有序流体行为。研究人员系统地研究了颗粒形貌(零微、一维及二维)及尺寸对形成稀土介晶相的影响,并详尽分析了稀土介晶相内颗粒组装的规律及偏光特性。差热扫描研究表明该稀土介晶相具有非常宽的温区(-40 ℃-200 ℃),有望在极端温度条件下获得应用。另外,研究人员研究了该系列稀土纳米晶介晶相的偏振激发的上转换及下转换发光特性。因此该系列稀土纳米介晶相对发展无机纳米材料新的光电特性,实现稀土纳米材料长程有序组装和柔性加工具有重要的意义,在新一代微型智能光电器件有广泛的应用前景。

 

论文信息: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202007676

Engineered Anisotropic Fluids of Rare Earth Nanomaterials

Baiqi Shao; Sikang Wan; Chenjing Yang; Jianlei Shen; Yiwen Li; Hongpeng You; Dong Chen; Chunhai Fan; Kai Liu; Hongjie Zhang

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202007676