DOI: 10.1021/acsami.0c02724
通過靜電紡絲法實現由共軛聚合物制成的活性發光纖維通常是具有挑戰性的。在此開發了等離子體處理共軛聚合物溶液的靜電紡絲技術，用于生產發光微纖維和納米纖維。由冷空氣氬等離子體快速處理的共軛聚合物溶液以有效方式進行靜電紡絲，從而制備了活性纖維，其表面光滑、無珠狀形貌，在吸收、發射和光致發光量子產率方面保持了良好的光學性能。另外，通過靜電紡絲等離子體處理過的溶液顯著增強了發射光的偏振，尤其是沿單個纖維長度方向的光子波導。這些特性來自于溶液中有利的分子間偶聯、納米級大分子有序度的增加以及纖維形態的協同結合。這些發現使靜電紡絲法與共軛聚合物溶液的冷常壓等離子體處理相結合，為有機光子學和電子學制備發光和導電微結構及納米結構提供了一條非常有前途且通用的途徑。
圖1.（a，b）發光共軛聚合物F8BT（a）和PFV（b）的化學結構。（c）CAP處理共軛聚合物溶液的實驗裝置。底部插圖，從左到右：在環境照明下的共軛聚合物溶液的照片，以及在低光照和黑暗中成像所產生放電（用箭頭突出顯示）的照片。比例尺=1 cm。
圖2.由F8BT（a，b）和PFV（c，d）制成的纖維的SEM顯微照片，由原始（a，c）和經CAP處理（b，d）溶液電紡而成。比例尺：10μm（a，b），20μm（c，d）。插圖：纖維直徑的相應分布。
圖3.PFV（a，第一次加熱掃描，b，淬火后第二次加熱掃描）和F8BT（c，第一次加熱掃描，d，淬火后第二次加熱掃描）的電紡纖維的DSC曲線。藍色曲線：由原始THF溶液制備的纖維。紅色曲線：由CAP處理過的溶液制備的纖維。（e）純F8BT溶液（紅色曲線）和經CAP處理的F8BT溶液（黑色曲線）的流變曲線。
圖4.由CAP處理過的（a）和原始（b）F8BT溶液澆鑄的F8BT薄膜的光學顯微照片。通過交叉偏振器獲得圖像。比例尺：20μm。插圖：以更高的放大倍率放大。比例尺：20μm。
圖5.（a，b）F8BT（a）和PFV（b）溶液的標準化吸收光譜（虛線，左垂直刻度），以及F8BT（a）和PFV（b）電紡纖維的標準化PL光譜（實線，右側垂直刻度）。藍線和紅線分別代表原始和經CAP處理的共軛聚合物溶液。（c，d）由CAP處理過的F8BT（c）和PFV（d）溶液中靜電紡絲制備的發光纖維的熒光共聚焦顯微照片。激發波長=408 nm。比例尺=20μm。
圖6.（a，b）由CAP處理過的（a）和原始溶液（b）溶液靜電紡絲制備的各個PFV纖維的PL光譜，用分析儀軸平行于（實線）或垂直于（虛線）纖維長度進行測量。插圖：極化率χ的對應分布。（c，d）歸一化發射強度（圓圈）的極坐標圖，它隨相對于纖維縱軸測得的分析儀偏振濾光片軸角度θ的變化（對于平行于纖維長度的偏振軸θ=0°，對于垂直于纖維長度的偏振軸，θ=90°）。（c）和（d）分別是指由CAP處理過的（c）和原始（d）PFV溶液制備的單纖維的光譜。實線：通過cos2（θ）定律對數據進行最佳擬合。
圖7.（a，b）沿著單個F8BT（a）和PFV（b）電紡纖維引導的光強度的空間衰減，與距光激發點的距離d的關系。紅色和藍色符號分別用于由CAP處理的溶液和原始溶液中電紡制備的纖維。實線是指通過指數函數I=I0 exp（-αd）最佳擬合實驗數據（請參見正文）。（c，d）單個F8BT（c）和PFV（d）纖維的PL顯微照片，這些纖維由經CAP處理的溶液制備而成，并用高度聚焦的激光點激發。比例尺=20μm。
