论文部分内容阅读
近几年来,各向异性导电膜(ACFs)由于具有诸多优点而被广泛应用于高科技领域,引起材料科学领域工作者们极大的兴趣。目前已研究出三种各向异性导电膜,Ⅰ型ACF已普遍应用于电子行业,Ⅱ型和Ⅲ型ACF仍停留在实验室研究阶段。同时,随着纳米科学与技术的飞速发展,单功能纳米材料已不能满足日益增长的科技需求,在特定尺寸下具有多功能性的纳米材料将对纳米科技的发展具有重要意义。因此,研发新型多功能纳米材料是一个具有重要价值的研究课题。本文中基于Ⅲ型各向异性导电膜,采用静电纺丝技术,构筑了四种柔性三明治结构复合膜。三明治结构复合膜的第一层为Ⅲ型各向异性导电膜,具有左右两部分,其构筑单元均为具有导电侧和荧光-绝缘侧的Janus纳米带,左右两部分沿纳米带长度方向互相垂直以实现双各向异性导电性;三明治结构复合膜的第二层和第三层分别为具有磁性和荧光特性的纳米纤维膜,以实现磁性和荧光等功能。具体包括{[<Tb(BA)3phen/PMMA>//<PANI/PMMA>]⊥[<Tb(BA)3phen/PMMA>//<PANI/PMMA>]}/[Fe3O4/PVP]/[Tb(BA)3phen/PAN]绿色荧光双各向异性导电-磁性-绿色荧光三明治结构复合膜,{[<Eu(BA)3phen/PMMA>//<PANI/PMMA>]⊥[<Eu(BA)3phen/PMMA>//<PANI/PMMA>]}/[Fe3O4/PVP]/[Eu(BA)3phen/PAN]红色荧光双各向异性导电-磁性-红色荧光三明治结构复合膜,{[<Tb(BA)3phen/PMMA>//<PANI/PMMA>]⊥[<Tb(BA)3phen/PMMA>//<PANI/PMMA>]}/[Fe3O4/PVP]/[Eu(BA)3phen/PAN]绿色荧光双各向异性导电-磁性-红色荧光三明治结构复合膜和{[<Eu(BA)3phen/PMMA>//<PANI/PMMA>]⊥[<Eu(BA)3phen/PMMA>//<PANI/PMMA>]}/[Fe3O4/PVP]/[Tb(BA)3phen/PAN]红色荧光双各向异性导电-磁性-绿色荧光三明治结构复合膜,并在第四种三明治结构复合膜的基础上制备了三壁管。采用一系列的表征手段对样品进行了系统地表征,结果表明,三明治结构复合膜具有优异的双各向异性导电性能,导电方向的电导比绝缘方向的电导高约108,此外,通过改变稀土配合物、聚苯胺和Fe3O4纳米颗粒的含量,可以实现对三明治结构复合膜光电磁性能的调控。而三壁管的性能与三明治结构复合膜一致。特殊的Janus纳米带与三明治结构相结合,实现了在二维薄膜中的微观和宏观分区,降低了各种材料之间的相互影响。所构筑的新型三明治结构复合膜将在电子工业、气体传感、生物医学等领域具有潜在的应用。所提出的设计理念和制备工艺也可扩展到构建其他新型多功能材料。