DOI: 10.1007/s12221-020-9783-1
姜黃素是一種源自姜黃的多酚,具有多種醫療功效。但是,姜黃素類化合物發光的性質及其較差的穩定性限制了其照明應用,但可以使用姜黃素類化合物納米纖維和納米粒子進一步加以改善。在這項研究中,采用靜電紡絲法制備了聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)/姜黃素納米纖維(PICNFs),并對其進行了表征。將PMMA與姜黃粉末混合以獲得無雜質的姜黃素溶液。改變溶液的體積(1、2、3、4和5ml)以紡制所需的PICNFs。根據不同PMMA濃度(5、10和15wt%)對所合成PICNFs(是否退火)的結構、形態和光學性質進行了評估,以確定改善下轉換白光發射的可行性。在不同的發光二極管LED泵浦波長(365、390和445nm)下分析了PICNFs的色度特性。測量了所得PICNFs的色度坐標(CIE)、相關色溫(CCT)和顯色指數(CRI)。PICNFs的FTIR光譜顯示出不同特征的IR帶,這些特征帶被分配到結構中不同官能團的振動。退火前后樣品的FESEM圖像顯示出納米纖維(直徑范圍為250nm至300nm)和納米粒子(直徑范圍為9nm至18nm)的形成。所研究的PICNFs的最佳CIE、CRI和CCT值分別為(0.3092、0.315),76.3和6,856K。
圖1.不同姜黃素類化合物的結構。
圖2.姜黃素納米纖維和納米粒子的制備步驟示意圖。
圖3.用于PICNFs合成的靜電紡絲裝置示意圖。
圖4.在(A)5wt%,(B)10wt%和(C)15wt%的不同PMMA濃度下,預退火PICNFs的FESEM圖像。
圖5.PICNFs-15的FESEM圖像,(A)不進行退火,以及在(B)100℃,(C)200℃和(D)300℃下退火。
圖6.預退火納米纖維的橫截面(A)和200℃退火后的橫截面(B)。
圖7.(A)PMMA納米纖維,(B)純姜黃和(C)PICNFs-15的FTIR光譜。
圖8.(A)PMMA納米纖維和PICNFs在退火前后的吸收光譜和(B)透射光譜。
圖9.PICNFs-15(A)預退火和(B)后退火的吸收和熒光光譜的比較評估。
圖10.(A)姜黃素溶液體積依賴性(1、2和3ml),(B)激發波長依賴性(距離LED 365、390和445nm)和(C)不同PMMA濃度(PICNFs-5,PICNFs-10和PICNFs-15)的EL光譜和CIE圖。
圖11.(A)PICNFs-5,(B)PICNFs-10和(C)PICNFs-15的退火溫度依賴性(100、200和300℃)CIE色度坐標變化。
圖12.含有1ml姜黃素溶液的PICNFs-5在365nm泵浦波長下的IE色度坐標、CCT和CRI值的電流依賴性(20、60和100 mA)變化。
圖13.退火前在(A)365nm,(B)390nm和(C)445nm的泵浦光源波長下,以及(D)退火后(365、390和445nm)記錄的PICNFs-15(含5ml姜黃素溶液在200℃和100mA電流下退火)CIE色度圖中的發光坐標。