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《Small》:纳米粒子自组装形态的非极性溶剂调制喷墨打印

《Small》:纳米粒子自组装形态的非极性溶剂调制喷墨打印

  • 分类:行业动态
  • 发布时间:2023-08-24 17:09
  • 访问量:

【概要描述】

《Small》:纳米粒子自组装形态的非极性溶剂调制喷墨打印

【概要描述】

  • 分类:行业动态
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2023年5月16日,北京工业大学物理与光电工程系的研究人员在《Small》上发表题为Nonpolar Solvent Modulated Inkjet Printing of Nanoparticle Self-Assembly Morphologies的研究论文,报道了高分辨率且形状可控的多色纳米颗粒沉积的喷墨打印。

原文链接:

https://doi.org/10.1002/smll.202208161 

  研究简介  

发光纳米材料的图形化在显示和信息加密等领域具有重要意义,喷墨打印技术以其快速、大规模和集成化的特点在许多领域显示出独特优势。然而,从非极性溶剂液滴中喷墨打印具有高分辨率和形状结构可控的纳米颗粒沉积仍是个难题。本文提出了一种非极性溶剂调制喷墨打印纳米粒子自组装图案的简便方法,该方法由液滴收缩和内部溶质对流驱动。通过调节溶剂组成和纳米粒子浓度,实现了形态可调的多色发光上转换纳米粒子自组装微阵列,表现出可设计的微尺度形态和光致发光的多模态防伪集成。
此外,通过控制墨滴的聚结和干燥,实现了纳米颗粒自组装连续线的喷墨打印。实现了高分辨率的喷墨打印微阵列和宽度小于5微米和10微米的连续线。这种非极性溶剂调制的纳米颗粒沉积喷墨打印方法促进了不同纳米材料的图像化和集成,并有望为制造应用于光子集成、微型LED和近场显示的先进设备提供一个通用策略。

喷墨打印多芯光的方案框图。

图1 三种UCNPs的形态和发光特性。

图2 不同形态的UCNPs自组装的溶剂工程。

图3 相图和形成的典型显微组织的表征。

图4 由可设计的微阵列和发光特性组成的上转换发光模式。

图5 具有可调宽度和形态的纳米颗粒自组装连续线的溶剂调制喷墨打印。

  研究结论  

团队通过研究纳米颗粒在固体基材上可收缩的非极性溶剂液滴中的自组装,实现了具有可调形貌的多色纳米颗粒沉积的喷墨打印。重点解决了喷墨打印UCNP镀层的形态控制问题,并对具有可编程形态和发光光谱的像素进行编码,该像素可用于防伪。
此外还通过控制墨滴的聚结和干燥来证明纳米颗粒自组装线的可调性。通过调节溶剂组成和纳米颗粒浓度,实现了< 5 um的高分辨率微阵列和宽度< 10 um的连续谱线。这种溶剂调制的高分辨率纳米颗粒沉积喷墨打印促进了不同纳米材料的图案和集成,并有望在光电子集成、微型LED和近场显示领域提供新方法。

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