Die Tatsache, dass Nanopartikel- und Polymerhybridmaterialien häufig die Vorteile beider kombinieren können, wurde in mehreren Bereichen gezeigt. Das Einbetten von PNCs in Polymere ist eine wirksame Strategie zur Verbesserung der Stabilität von PNCs, und das Polymer kann den PNCs aufgrund unterschiedlicher Strukturen und funktioneller Gruppen weitere positive Effekte verleihen.
Die gleichmäßige Verteilung von PNCs in der Polymermatrix ist entscheidend für die Eigenschaften der Nanokomposite und die durch hohe Oberflächenenergie induzierte Aggregation von PNCs hat einen erheblichen Einfluss auf die Leistung verwandter Anwendungen. Daher ist der Beladungsanteil aufgrund der Phasentrennung zwischen PNCs und Polymer begrenzt.
Zur Unterdrückung der Phasentrennung ist eine chemische Wechselwirkung zwischen PNCs und Polymer erforderlich. Mittlerweile sind die meisten Herstellungsmethoden für PNCs/Polymer-Nanokomposite Spin-Coating, Quell-Schrumpfen und Elektrospinnen, basierend auf der In-situ-Synthese von PNCs in Polymermatrix und physikalischem Mischen, aber nur sehr wenige Arbeiten können die Herstellung von PNCs/Polymer-Nanokompositen erreichen durch Massenpolymerisation.
In einem neuen Artikel veröffentlicht in Licht: Wissenschaft und Anwendungenein Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Professor Bai Yang vom State Key Laboratory of Supramolecular Structure and Materials, College of Chemistry, Jilin University, China, und Kollegen haben eine Zwei-Typ-Liganden-Strategie zur Herstellung von PNCs/Polystyrol (PS) übernommen. Nanokomposite, bei denen das Undec-10-en-1-amin die Dispergierung von PNCs in Styrol und das synthetische Bis unterstützt[(4-ethenylphenyl)methyl]Dimethylammoniumchlorid fungiert als polymerisierbarer Capping-Ligand, um den PNCs Polymerisationsaktivität zu verleihen.
Die Massen-CsPbCl3-PNCs/PS-Nanokomposite können selbst bei einem Dotierungsgehalt von bis zu 5 Gew.-% noch eine hohe Transparenz aufrechterhalten.
Die hohe Transparenz kann der Rayleigh-Streuung zugeschrieben werden, da sich die PNCs gleichmäßig verteilen, ohne dass es zu einer offensichtlichen Aggregation kommt. Basierend auf diesem Verhalten nutzen die Wissenschaftler das Potenzial der PNCs/PS-Nanokomposite als LGP weiter aus und untersuchen das Prinzip dieses neuen LGP-Typs.
Durch die einfache Anpassung der Zusammensetzung von CsPbClxBr3-x (1≤x≤3) PNCs kann das Rayleigh-Streuverhalten angepasst werden und die Wissenschaftler untersuchen systematisch den Einfluss der PNC-Zusammensetzung auf die Leistung von LGP, indem sie den Volumenstreukoeffizienten und die optische Strahlungseffizienz berechnen der Nanokomposite.
Darüber hinaus ist dieser neue LGP-Typ mit der fortschrittlichen LCD-Technologie (Liquid Crystal Display) kompatibel. Sowohl die Oberflächenbeleuchtung als auch die Gleichmäßigkeit zeigen eine deutliche Verbesserung. Bei 5,0-Zoll-LGP weist die leistungsstärkste LGP-Dotierung mit 1 Gew.-% CsPbCl2,5Br0,5 PNCs eine etwa 20,5-mal höhere Beleuchtungsstärke und eine 1,8-mal höhere Gleichmäßigkeit der Anzeige auf als die Kontrolle.
Diese Art von LGP hat Potenzial für LCD-bezogene Anwendungen und wird in LGP-bezogenen Bereichen große Aufmerksamkeit auf sich ziehen, insbesondere als Basismaterial zur Kombination mit fortschrittlichen LGP-Verarbeitungstechnologien wie dem mikrooptischen Muster auf der Unterseite oder der Einführung von keilförmige Platten.
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Chongming Liu et al., Bulk CsPbClxBr3-x (1 ≤ x ≤ 3) Perowskit-Nanokristalle/Polystyrol-Nanokomposite mit kontrollierter Rayleigh-Streuung für Lichtleiterplatten, Licht: Wissenschaft und Anwendungen (2023). DOI: 10.1038/s41377-023-01306-z