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专利号: 2019102981461
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 层状产品
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.磁性红绿双色荧光双各向异性导电Janus管,其特征在于,由[Fe3O4/PMMA]// {{[PMMA/PANI]//[PMMA/Tb(BA)3phen]}⊥{[PMMA/PANI]//[PMMA/Eu(BA)3phen]}}磁性红绿双色荧光双各向异性导电Janus膜按照左右卷曲时,向下卷曲得到I型Janus管,向上卷曲得到II型Janus管,按照上下卷曲时,向下卷曲得到III型Janus管,向上卷曲得到IV型Janus管,这些Janus管分别由各向同性的磁性管和红绿双色荧光双各向异性导电管分别作为内管和外管复合而成,是双壁Janus管,具有磁性红绿双色荧光双各向异性导电特性,Janus管的周长为4 cm,长度为4 cm;磁性红绿双色荧光双各向异性导电Janus膜,由Fe3O4/PMMA纳米带膜磁性部分和红绿双色荧光双各向异性导电部分上下两层复合而成,红绿双色荧光双各向异性导电部分又由{[PMMA/PANI]//[PMMA/Tb(BA)3phen]}绿色荧光各向异性导电Janus纳米带阵列同一平面垂直{[PMMA/PANI]//[PMMA/Eu(BA)3phen]}红色荧光各向异性导电Janus纳米带阵列的左右结构复合而成,Fe3O4/PMMA纳米带宽度为3.3 μm,厚度为489 nm, [PMMA/PANI]//[PMMA/Tb(BA)3phen] Janus绿色荧光各向异性导电Janus纳米带的宽度为

8.3 μm,厚度为900 nm,[PMMA/PANI]//[PMMA/Eu(BA)3phen] 红色荧光各向异性导电Janus纳米带的宽度为8.3 μm,厚度为890 nm。

2.一种如权利要求1所述的磁性红绿双色荧光双各向异性导电Janus管的制备方法,其特征在于,采用并行电纺技术、单轴电纺技术和卷曲方法,制备产物为磁性红绿双色荧光双各向异性导电Janus管,其步骤为:

(1) 配制纺丝液

将0.6000 g PMMA,0.4200 g 苯胺和0.5238 g 樟脑磺酸溶于8.0000 g 氯仿和1.0000 g DMF的混合溶剂中,在常温下搅拌,将该溶液标记为溶液A,向1.0200 g过硫酸铵中加入

1.5000 g DMF,搅拌2 h后得到的溶液标记为溶液B,将溶液A和溶液B置于冰箱中,0  °C下放置1 h后将溶液B缓慢加入到溶液A中,然后将混合好的溶液在冰水浴中搅拌3.5 h,之后放入0 °C的冰箱冷藏室中冷藏36 h,得到纺丝液1;在7.2000 g 氯仿和0.8000 g DMF的混合溶剂中加入0.5000 g PMMA和0.0750 g Eu(BA)3phen并搅拌12 h,得到纺丝液2;在7.2000 g 氯仿和0.8000 g DMF的混合溶剂中加入0.5000 g PMMA和0.0750 g Tb(BA)3phen并搅拌

12 h,得到纺丝液3;将直径为10 nm 0.5000 g油酸包覆的Fe3O4纳米晶,加入到0.7200 g DMF和8.0000 g氯仿的混合溶剂中,超声分散30 min后,加入0.5000 g PMMA,搅拌18 h得到纺丝液4;

(2) 制备磁性红绿双色荧光双各向异性导电Janus膜采用两股并行喷丝头,上面安装两个5 mL注射器,将3.5 mL纺丝液1和纺丝液3倒入两个注射器中,采用竖喷方式进行并行电纺,接收装置为一个水平放置的长20 cm,直径为7 cm的圆柱形铝制转筒,转速为1500 转/分钟,纺丝电压为7 kV,纺丝距离为15 cm,环境温度o

为20‑25  C,相对湿度为20 %‑25 %,待纺丝液耗尽后,得到[PMMA/PANI]//[PMMA/Tb(BA)

3phen]各向异性导电绿色荧光Janus纳米带阵列膜;将所述的[PMMA/PANI]//[PMMA/Tb(BA)

3phen]各向异性导电绿色荧光Janus纳米带阵列膜,从铝制转筒上取下,剪裁为沿Janus纳米带排列方向为2.2 cm、垂直于纳米带排列方向为4 cm的长方形,将其旋转90°后固定在铝

2 2

制转筒上,用铝箔覆盖其2×4 cm的面积,其余的0.2×4 cm的面积作为二次电纺膜的连接面,将3.5 mL纺丝液1和纺丝液2倒入两个注射器中,纺丝参数与第一次并行电纺过程相同,进行第二次并行电纺,纺丝液耗尽后得到[PMMA/PANI]//[PMMA/Eu(BA)3phen]各向异性导2

电红色荧光Janus纳米带阵列膜,将薄膜从铝制转筒上取下进行裁剪,得到4×4 cm的左右结构Janus阵列膜;将所述的左右结构Janus阵列膜固定于铁丝网上,将纺丝液4放入5 mL注射器中,采用竖喷方式进行单轴电纺,纺丝参数与第一次并行电纺相同,纺丝液耗尽后在左2

右结构Janus阵列膜上得到Fe3O4/PMMA纳米带非阵列磁性膜,裁剪后得到4×4 cm的磁性红绿双色荧光双各向异性导电Janus膜;

(3) 制备磁性红绿双色荧光双各向异性导电Janus管将所述的磁性红绿双色荧光双各向异性导电Janus膜按照左右卷曲时,向下卷曲得到I型Janus管,向上卷曲得到II型Janus管;按照上下卷曲时,向下卷曲得到III型Janus管,向上卷曲得到IV型Janus管,这些Janus管分别由各向同性的磁性管和红绿双色荧光双各向异性导电管分别作为内管和外管复合而成,是双壁Janus管,Janus管的周长为4 cm,长度为4 cm,各向同性的磁性管由Fe3O4/PMMA纳米带组成,宽度为3.3 μm,厚度为489 nm,饱和磁化强度为18.52 emu/g,红绿双色荧光双各向异性导电管中,红色荧光导电部分由[PMMA/PANI]//[PMMA/Eu(BA)3phen] Janus纳米带阵列组成,Janus纳米带的宽度为8.3 μm,厚度为890 nm,在291 nm的紫外光激发下,发射出主峰位于615 nm的明亮红光,沿着纳米带排列‑2

方向导电,平均电导为3.78×10  S,而沿着垂直于纳米带排列方向绝缘,平均电导为1.89‑10 8

×10  S,导电方向和绝缘方向电导的比值为2.00×10 ,具有各向异性导电特性;绿色荧光导电部分由[PMMA/PANI]//[PMMA/Tb(BA)3phen] Janus纳米带阵列组成,Janus纳米带的宽度为8.3 μm,厚度为900 nm,在293 nm的紫外光激发下,发射出主峰位于545 nm的明亮绿‑2

光,沿着纳米带排列方向导电,平均电导为4.37×10  S,而沿着垂直于纳米带排列方向绝‑10 8

缘,平均电导为1.78×10  S,导电方向和绝缘方向电导的比值为2.45×10 ,具有各向异性导电特性;对于I型Janus管,内管是各向同性的磁性管,外管则是各向异性的左右结构管,左右结构分别具有红色和绿色荧光,左侧沿着轴向即纳米带排列方向导电而沿着周长即垂直于纳米带排列方向绝缘,右侧则是沿着周长即纳米带排列方向导电而沿着轴向即垂直于纳米带排列方向绝缘,左右分别具有各向异性导电,且导电方向垂直,具有双各向异性导电特性;II型Janus管,外管是各向同性的磁性管,内管则是各向异性的左右结构管,左右结构分别具有红色和绿色荧光,左侧沿着轴向即纳米带排列方向导电而沿着周长即垂直于纳米带排列方向绝缘,右侧则是沿着周长即纳米带排列方向导电而沿着轴向即垂直于纳米带排列方向绝缘,左右分别具有各向异性导电,且导电方向垂直,具有双各向异性导电特性;III型Janus管,内管是各向同性的磁性管,外管则是各向异性的上下结构管,上下结构分别具有绿色和红色荧光,上侧沿着轴向即纳米带排列方向导电而沿着周长即垂直于纳米带排列方向绝缘,下侧则是沿着周长即纳米带排列方向导电而沿着轴向即垂直于纳米带排列方向绝缘,上下分别具有各向异性导电,且导电方向垂直,具有双各向异性导电特性;IV型Janus管,外管是各向同性的磁性管,内管则是各向异性的上下结构管,上下结构分别具有绿色和红色荧光,上侧沿着轴向即纳米带排列方向导电而沿着周长即垂直于纳米带排列方向绝缘,下侧则是沿着周长即纳米带排列方向导电而沿着轴向即垂直于纳米带排列方向绝缘,上下分别具有各向异性导电,且导电方向垂直,具有双各向异性导电特性,所制备的4种Janus管具有良好的磁性红绿双色荧光双各向异性导电特性。