高性能仿貝殼云母薄膜讓電子器件“柔軟透明”

　　記者從合肥工業(yè)大學(xué)獲悉，該?；瘜W(xué)與化工學(xué)院陸楊教授研究組和中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書(shū)宏教授研究團(tuán)隊(duì)合作，創(chuàng)新性地采用解組裝仿生組裝的兩步策略，以廉價(jià)天然云母粉為原料，成功實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量云母納米片的大量制備，并組裝成高性能透明柔性仿貝殼結(jié)構(gòu)云母復(fù)合膜。相關(guān)成果日前發(fā)表在《自然·通訊》上。

　　云母是一種常見(jiàn)的層狀結(jié)構(gòu)鋁硅酸鹽天然礦物，具有特殊的可見(jiàn)光透過(guò)和紫外屏蔽性能，并有高電氣絕緣性、耐酸堿與高溫穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，是未來(lái)柔性透明電子器件等領(lǐng)域的理想材料。但由其制備的天然云母粉的粒徑大且縱橫比低，剝離成高質(zhì)量的云母納米片極為困難，難以通過(guò)仿生組裝制備高性能的宏觀尺度膜。

　　科研人員通過(guò)液相剝離制備的單層或少層超薄云母納米片在溶液中可以穩(wěn)定分散超過(guò)1個(gè)月。同時(shí)，利用噴涂技術(shù)，成功將超薄云母納米片與殼聚糖混合溶液組裝成微納尺度上具有磚泥層狀結(jié)構(gòu)的仿貝殼結(jié)構(gòu)云母復(fù)合膜，并進(jìn)行了組分和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。研究結(jié)果表明，當(dāng)云母含量達(dá)到60%時(shí)，這一新型復(fù)合膜顯示出優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、良好的可見(jiàn)光透過(guò)率(38%65%)，以及獨(dú)特的紫外屏蔽性(62%100%)，其整體性能優(yōu)于天然片云母和其他種類的粘土仿貝殼薄膜。經(jīng)受144小時(shí)紫外(313nm)照射后，拉伸性能幾乎不變，因此具有優(yōu)異的抗紫外老化性能。

　　由于這一成果易于工業(yè)化放大，而且在聚合物復(fù)合材料以及透明的紫外屏蔽涂層的研發(fā)中可以普遍推廣，在柔性透明電子器件等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。同時(shí)也為廉價(jià)低品位的天然碎云母的精加工和升級(jí)應(yīng)用提供了新的思路和技術(shù)。