1.上下转换发光磁性多重各向异性导电台阶形Janus膜,其特征在于,由[Eu(TTA)3(TPPO)2/PMMA]//[PANI/PMMA]Janus纳米带阵列膜和[NaGdF4:Yb3+,Er3+/PMMA]//[PANI/CoFe2O4/PMMA]Janus微米纤维阵列膜上下复合而成,上层膜只覆盖下层膜的一半;在上层膜中,沿着Janus纳米带长度方向即导电方向导电性强,而沿着垂直于Janus纳米带长度方向即宽度方向也即绝缘方向导电性弱,具有各向异性导电性,在下层膜中,沿着Janus微米纤维长度方向即导电方向导电性强,而沿着垂直于Janus微米纤维长度方向即径向方向也即绝缘方向导电性弱,具有各向异性导电性;在复合膜的上下两层膜中,Janus纳米带长度方向即导电方向与Janus微米纤维的长度方向即导电方向相互垂直,也即导电方向相互垂直,Janus纳米带宽度方向即绝缘方向与Janus微米纤维的径向方向即绝缘方向也相互垂直,也即绝缘方向相互垂直,这种台阶形Janus膜上下方向上具有双各向异性导电特性,同时在膜表面上左右方向也具有双各向异性导电特性;所制备的台阶形Janus膜具有良好的上下转2
换发光磁性多重各向异性导电性,膜面积为4×2cm。
2.一种如权利要求1所述的上下转换发光磁性多重各向异性导电台阶形Janus膜的制备方法,其特征在于,采用共轭电纺技术和并行电纺技术,制备产物为上下转换发光磁性多重各向异性导电台阶形Janus膜,其步骤为:(1)配制纺丝液
将0.30g NaGdF4:Yb3+,Er3+纳米棒加入到1.10g DMF和11.00g CHCl3的混合溶液中进行超声20min,然后加入1.00g PMMA并磁力搅拌36h,得到纺丝液1;将0.50g CoFe2O4纳米晶分散在13.00g CHCl3中进行超声40min,然后加入2.80g樟脑磺酸、0.70g苯胺和1.00g PMMA,在室温下磁力搅拌36h形成溶液A,将1.37g过硫酸铵溶于1.30g DMF中于室温下磁力搅拌
3h,形成溶液B,将溶液A和溶液B同时放进0℃的冰箱中静置2h后,在冰水浴中,将溶液B缓慢地倒入溶液A中并进行磁力搅拌3h,之后将混合溶液放入0℃的冰箱中静置24h,得到具有磁性、PANI与PMMA质量比为70%的纺丝液2;在11.00g CHCl3和1.10g DMF的混合溶剂中加入
1.00g PMMA和0.25g Eu(TTA)3(TPPO)2并搅拌36h,得到纺丝液3;将2.80g樟脑磺酸、0.70g苯胺和1.00g PMMA加入到13.00g CHCl3中,在室温下磁力搅拌36h形成溶液A,将1.37g过硫酸铵溶于1.30g DMF中于室温下磁力搅拌3h形成溶液B,将溶液A和溶液B同时放进0℃的冰箱中静置2h后,在冰水浴中将溶液B缓慢地倒入溶液A中并进行磁力搅拌3h,之后将混合溶液放入0℃的冰箱中静置24h,得到PANI与PMMA质量比为70%的纺丝液4;
(2)制备[NaGdF4:Yb3+,Er3+/PMMA]//[PANI/CoFe2O4/PMMA]各向异性导电磁性绿色上转换荧光Janus微米纤维阵列膜将2mL纺丝液1和2mL纺丝液2分别注入到两个相对放置的5mL注射器中,注射器与塑料喷枪头连接作为喷丝头,两根铜线作为电极,分别插入装有纺丝液的两个注射器中,一根直径为1cm的金属铜棒作为收集器,放置在距离两个喷丝头约18cm处,铜棒的转速为500转/分,一正、一负高压电源分别与两根铜线相连,提供+5kV和-5kV电压,同时正、负高压电源的另一端与铜棒转动控制器连接并接地,环境温度为20-25℃,相对湿度为20%-40%,当纺丝液耗尽时,获得[NaGdF4:Yb3+,Er3+/PMMA]//[PANI/CoFe2O4/PMMA]各向异性导电磁性绿色上转换荧光Janus微米纤维阵列膜;
(3)制备[Eu(TTA)3(TPPO)2/PMMA]//[PANI/PMMA]各向异性导电红色荧光Janus纳米带阵列膜
将得到的Janus微米纤维阵列膜从收集装置上取下,分别沿Janus微米纤维的长度方向和直径方向剪至4cm和2cm,将剪裁后的薄膜旋转90°后,固定在一个水平放置的长20cm、直径为7cm的圆柱形铝制转筒上,并使用铝箔覆盖在膜右半侧,留下左侧2×2cm2未覆盖的表面作为接收面积,将2mL纺丝液3和2mL纺丝液4分别注入到两个注射器中,两个注射器连接到自制的两股并行不锈钢喷丝头上,接收装置转筒与喷丝头的尖端距离为15cm,喷丝头和转筒分别与高压电源的正极和接地接线柱相连,纺丝电压为7kV,转筒转速为1000转/分,环境温度为20-25℃,相对湿度为20%-40%,纺丝液耗尽后,得到[Eu(TTA)3(TPPO)2/PMMA]//[PANI/PMMA]各向异性导电红色荧光Janus纳米带阵列膜;
(4)制备上下转换发光磁性多重各向异性导电台阶形Janus膜
将上述制备的复合膜从转筒上取下,去掉覆盖的铝箔,将其剪裁为4×2cm2的薄膜,即可得到上下转换发光磁性多重各向异性导电台阶形Janus膜,由[Eu(TTA)3(TPPO)2/PMMA]//
3+ 3+
[PANI/PMMA]Janus纳米带阵列膜和[NaGdF4:Yb ,Er /PMMA]//[PANI/CoFe2O4/PMMA]Janus微米纤维阵列膜上下复合而成,上层膜只覆盖下层膜的一半,上下层膜的厚度分别为
257.24μm和341.51μm,上层膜由定向排列的[Eu(TTA)3(TPPO)2/PMMA]//[PANI/PMMA]Janus纳米带组成,Janus纳米带的宽度为7.01±0.09μm,厚度为963nm,下层膜由定向排列的
3+ 3+
[NaGdF4:Yb ,Er /PMMA]//[PANI/CoFe2O4/PMMA]Janus微米纤维组成,Janus微米纤维的直径为10.36±0.21μm;在上层膜中,沿着Janus纳米带长度方向即导电方向导电性强,电导为
4.28×10-2S,而沿着垂直于Janus纳米带长度方向即宽度方向也即绝缘方向导电性弱,电导为1.95×10-10S,导电方向与绝缘方向的电导比值为2.19×108,具有各向异性导电性,在下层膜中,沿着Janus微米纤维长度方向即导电方向导电性强,电导为4.69×10-3S,而沿着垂直于Janus微米纤维长度方向即径向方向也即绝缘方向导电性弱,电导为1.29×10-10S,导电方向与绝缘方向的电导比值为3.64×107,具有各向异性导电性;在复合膜的上下两层膜中,Janus纳米带长度方向即导电方向与Janus微米纤维的长度方向即导电方向相互垂直,也即导电方向相互垂直,Janus纳米带宽度方向即绝缘方向与Janus微米纤维的径向方向即绝缘方向也相互垂直,也即绝缘方向相互垂直,因此,这种Janus膜上下方向上具有双各向异性导电特性,同时在膜表面上左右方向也具有双各向异性导电特性;上层膜在345nm的紫外光激发下,发射出主峰位于616nm的明亮下转换红光;下层膜在980nm的红外激光激发下,发射出主峰位于542nm的明亮上转换绿光;台阶形Janus膜的饱和磁化强度为4.85emu/g,具有较强的磁性;所制备的柔性台阶形Janus膜具有良好的上下转换发光磁性多重各向异性导电特性。