【摘 要】
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随着当今纳米技术的高速发展,纤维素纳米晶体(CNCs)成为了纳米材料中的一员新星。由于其本身大的比表面积、强的亲水性能、良好的热稳定性以及易于功能化的特点,CNCs在许多领域表现出潜在的应用。此外,CNCs,在一定条件下,能够通过蒸发诱导自组装(EISA)形成左旋手性向列相液晶(LC)。CNCs通过EISA产生的手性螺旋结构,具有特殊的双折射现象,对偏振光有选择性反射。由此可见,CNCs是一种优良
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随着当今纳米技术的高速发展,纤维素纳米晶体(CNCs)成为了纳米材料中的一员新星。由于其本身大的比表面积、强的亲水性能、良好的热稳定性以及易于功能化的特点,CNCs在许多领域表现出潜在的应用。此外,CNCs,在一定条件下,能够通过蒸发诱导自组装(EISA)形成左旋手性向列相液晶(LC)。CNCs通过EISA产生的手性螺旋结构,具有特殊的双折射现象,对偏振光有选择性反射。由此可见,CNCs是一种优良的光子晶体,能够应用于光子传感领域。本论文基于纳米纤维素本身的手性向列相结构和共组装的特性,重点进行了如下两个方面的研究:一、光致发光增强型胆甾相薄膜:铜纳米团簇与纤维素纳米晶体的共组装。在这项工作中,通过共组装的策略将GSH-CuNCs封装到具有手性向列相结构的CNC中,制备了具有结构色和荧光的复合薄膜。由于螺旋间距变化的差异,所制备的PEG-CNCs-GSH-CuNCs荧光彩色复合薄膜显示出宽带反射。复合膜的荧光发射光谱在439和600 nm处出现两个发射峰,分别来自于CNCs的结晶诱导发射和CuNCs的组装诱导发射。本研究发现复合薄膜的荧光强度增强和寿命延长,我们提出了一种GSH-CuNCs在CNC薄膜中的组装诱导荧光增强的机制,将其归因于复合膜的限制效应和伴随的分子间相互作用。通过调节反应时间、反应温度和溶液的酸碱度,可以改变CuNCs的发射颜色和强度。在合适的GSH和Cu2+浓度下,GSH-CuNCs的手性结构能够使CNC复合膜呈现出不对称因子为-0.16的右旋手性荧光。基于上述特性,我们采用发光复合膜制备了具有不同发射颜色的发光二极管(LEDs)。此外,我们在PEG-CNC-GSH-CuNCs薄膜上设计了具有防伪作用的发光图案,如一个特定的标志,一只熊猫和一朵花。二、纳米纤维素与量子点共组装制备右旋手性发光薄膜。纳米尺寸的量子点(CDs)易发生聚集,从而导致其发生聚集荧光猝灭(ACQ)。为了抑制CDs的自聚集,我们将水热合成法制备的CDs均匀分散到CNCs中,通过蒸发诱导共组装的方式获得CNCs-CDs复合膜。实验证明,由于静电作用力的存在,CNCs能够限制CDs的聚集。同时,CDs通过共组装负载到薄膜上,薄膜荧光强度得到增强,并具有良好的手性荧光。
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