長春理工大學(xué)董相廷教授在靜電紡傳感器等方面的研究進展
董相廷 長春理工大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師
研究領(lǐng)域
納米材料、稀土化學(xué)、納米太陽能電池、特種功能無機非金屬材料
1. Appl. Mater. Today：兼具超順磁性和熒光特性的電紡絲多功能開關(guān)型各向異性光電導(dǎo)薄膜的制備
?首次提出了開關(guān)型各向異性光電導(dǎo)薄膜（名為SAPF）的新概念。使用兼具熒光性和光電導(dǎo)性的2,7-二溴-9-芴酮（DF）作為發(fā)光導(dǎo)電材料，通過靜電紡絲構(gòu)建了具有頂部-底部結(jié)構(gòu)的SAPF。
?以[高濃度DF（H-DF）/聚偏氟乙烯（PVDF）/聚乙烯吡咯烷酮（PVP）]//[Fe3O4/PVDF/PVP]Janus納米纖維和[低濃度DF（L-DF）/聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）]納米帶作為結(jié)構(gòu)單元分別構(gòu)建了陣列頂層和非陣列底層。
?通過從有光照到無光照的轉(zhuǎn)變，SAPF導(dǎo)電方向的電流從7.147×10-4增加到0.807μA，各向異性程度達到1.958×103。
?Janus納米纖維確保了SAPF的高各向異性光電導(dǎo)性和熒光特性。SAPF在光照下顯示出優(yōu)異的光電導(dǎo)性、超順磁性和可調(diào)的熒光特性。 DOI: 10.1016/j.apmt.2021.101086
2. Sens. Actuators B Chem.：In2O3/PW12復(fù)合納米纖維的合成及其甲醛氣敏性能研究
?研究者通過靜電紡絲結(jié)合后續(xù)煅燒工藝成功合成了POM（PW12）摻雜In2O3復(fù)合納米纖維。
?首次基于室溫下的光電導(dǎo)變化研究了POM摻雜In2O3復(fù)合材料的氣敏性能。結(jié)果表明，與純In2O3納米纖維相比，In2O3/PW12復(fù)合納米纖維具有更高的光電導(dǎo)率和對甲醛的較強氣敏響應(yīng)。
?這可歸因于光生電子從In2O3向PW12遷移，因此明顯抑制了In2O3中光生載流子的復(fù)合，提高了電子的利用率。
?該研究為通過引入POMs開發(fā)基于In2O3的高性能氣體傳感器提供了新的思路。
DOI: 10.1016/j.snb.2021.130227
3. Mater. Chem. Phys.：PEO/PMMA/Cu-Pc超細(xì)纖維陣列膜的構(gòu)建及其性能研究
?研究者提出并制備了具有光活化導(dǎo)電各向異性的柔性各向異性導(dǎo)電膜。該薄膜由摻雜有光敏β型銅酞菁（Ⅱ）（Cu-Pc）的有序聚合物微纖維組成，通過靜電紡絲技術(shù)制備而成。
?在黑暗條件下，該薄膜是全方位絕緣的。在光照射下，膜的導(dǎo)電各向異性被激活。
?微纖維長度方向上的光阻比暗阻低3個數(shù)量級，而微纖維長度方向上的光阻比薄膜表面正交方向上的光阻低2個數(shù)量級。
?研究了Cu-Pc、PMMA和PEO的摻雜比例對薄膜性能的影響。新型光活化各向異性導(dǎo)電膜在柔性電子器件領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
DOI: 10.1016/j.matchemphys.2021.124717
4. Sens Actuators B Chem.：Ag摻雜Fe2O3中空納米纖維的合成及其室溫檢測H2S的高選擇性
?通過靜電紡絲合成Ag摻雜Fe2O3中空納米纖維的簡單方法。將合成的樣品制備成氣體傳感器，并對其傳感性能進行了系統(tǒng)的研究。
?Ag摻雜Fe2O3材料為中空管狀結(jié)構(gòu)，在室溫下對H2S具有較高的響應(yīng)（Ra/Rg=19.43）、選擇性和靈敏度。
?傳感器出色的氣敏性能是因為銀摻雜提高了載流子、吸附氧和晶格氧的濃度。
?粗糙的中空結(jié)構(gòu)有利于氣體的吸附和捕獲，為傳感反應(yīng)提供了許多活性中心。因此，具有空心結(jié)構(gòu)的Ag摻雜Fe2O3納米纖維作為傳感材料具有廣闊的應(yīng)用前景。
DOI: 10.1016/j.snb.2021.129919
5. ChemNanoMat：磁性紅綠雙色熒光二維雙各向異性導(dǎo)電Janus陣列膜的制備及其應(yīng)用
?通過靜電紡絲技術(shù)制備了具有紅綠雙色熒光和磁性同步功能的二維雙各向異性導(dǎo)電Janus陣列膜（SJAP）。
?從微觀上看，具有同軸//單軸結(jié)構(gòu)的Janus納米帶有效地將三種功能物質(zhì)限制在各自的區(qū)域內(nèi)，避免了傳導(dǎo)、磁性和熒光之間的不利影響，從而獲得了增強的熒光和較強的各向異性傳導(dǎo)。
?宏觀上，SJAP實現(xiàn)了綠色和紅色熒光區(qū)域的劃分，并且具有單各向異性的L-SJAF和R-SJAF的緊密結(jié)合使SJAP獲得了雙各向異性傳導(dǎo)。微觀和宏觀部分的高度集成使SJAP具有雙各向異性傳導(dǎo)、磁性和紅綠雙色熒光。
DOI:10.1002/cnma.202000501
6. J. Alloys Compd.：構(gòu)建具有直接白光發(fā)射和顏色可調(diào)光致發(fā)光性能的CaF2:Eu2+/3+一維納米結(jié)構(gòu)的新方法
?采用靜電紡絲結(jié)合雙坩堝氟化技術(shù)構(gòu)建了CaF2:Eu2+/3+一維納米結(jié)構(gòu)，其中包括納米纖維、中空納米纖維和納米帶。
?在276nm或320nm紫外光的激發(fā)下，CaF2:Eu2+/3+納米結(jié)構(gòu)在385nm（紫色）和615nm（紅色）處出現(xiàn)特征發(fā)射峰，分別對應(yīng)于Eu2+離子4f65d1（t2g）→8S7/2能級躍遷和Eu3+離子5D0→7F2能級躍遷。
?CaF2:9％Eu2+/3+納米纖維具有最高的發(fā)光強度?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)Eu摻雜濃度和煅燒溫度來調(diào)節(jié)Eu2+與Eu3+離子的比例。
?提出了CaF2:Eu2+/3+一維納米結(jié)構(gòu)的詳細(xì)形成機理，并成功建立了新型制備技術(shù)。這種設(shè)計理念和構(gòu)建策略對其他一維納米結(jié)構(gòu)的制備具有一定的指導(dǎo)意義。
DOI:10.1016/j.jallcom.2020.156784
來源：易絲幫
