近年來，有機-無機金屬鹵化鈣鈦礦由于其高光致發光、高量子產率、窄半峰寬等優點引起了學術界和工業界的廣泛關注。其中，全無機鹵化鈣鈦礦納米晶體（PNCs）因其缺陷密度低、晶界可忽略、載流子輸運性能高等優異性能，在光電子領域得到了廣泛的應用。但在鈣鈦礦納米晶體實際應用中仍存在宏量制備、耐水性及環境等瓶頸問題。因此，迫切需要一種環境友好的大規模制備鈣鈦礦的方法。
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團隊，首次采用纖維紡絲化學策略（FSC）大規模制備了一種高穩定性聚乙烯吡咯烷酮（PVP）包覆的鈣鈦礦納米晶（CsPbBr3/PVP）粉體，其中PVP作為聚合物基體以及螯合劑。利用微流控靜電紡絲技術，在室溫下連續制備出高穩定性鈣鈦礦纖維膜，并將其研磨成粉末。該FSC方法具有以下優點：1）在纖維生成過程中原位發生化學反應；2）由于PVP與鈣鈦礦的螯合作用，增強了CsPbBr3/PVP粉末的熒光穩定性；3）避免大量揮發性有機化合物（VOCs）的使用；4）可宏量制備CsPbBr3/PVP粉末。所制備的CsPbBr3/PVP粉末不僅表現出優異的光學性能，其光致發光（PL）發射波長為530 nm，半峰寬為23 nm；還表現出較高的熒光穩定性，30天后其光致發光強度基本保持不變。更重要的是，實現了CsPbBr3/PVP粉末的一系列新應用，包括3D打印各種熒光圖案、制備熒光涂層以及直接封裝LED燈珠。
該研究成果于近日發表在國際重要刊物《ACS Applied Materials & Interfaces》上(DOI：10.1021/acsami.1c10806)。“Large-Scale Production of Robust PVP-Based Perovskite Nanocrystal Powder by Fiber-Spinning Chemistry Method and Their Versatile 3D Printing Patterns”。南京工業大學碩士研究生董婷為第一作者。南京工業大學陳蘇為通訊作者。
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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