DOI:10.1016/j.mtcomm.2020.101035
發光-導電-磁性多功能納米材料以其獨特的性能和廣闊的應用前景成為新材料領域的研究熱點之一。本文采用自行設計和制造的靜電紡絲設備，設計和制備了[CoFe2O4/聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）]@[聚苯胺（PANI）/PMMA]同軸納米帶//[Y2O3:Yb3+，Er3+/PMMA]納米帶結構的Janus納米帶和Janus納米帶陣列（簡稱[M@E]//UL JNA）。獨特的Janus納米帶由導電磁性雙功能[CoFe2O4/PMMA]@[PANI/PMMA]同軸納米帶和絕緣上轉換發光（UL）[Y2O3:Yb3+，Er3+/PMMA]納米帶組成。在微觀上實現了Janus 納米帶中三個獨立區域的劃分，從而有效地將三種功能物質限定在各自的區域內，避免了各向異性傳導、磁性和上轉換發光等不同功能之間的不利相互影響。以新型Janus納米帶為構建單元，確保并賦予[M@E]//UL JNA同時具有優異的各向異性導電、磁性和上轉換發光的多功能性。提出了特殊類型Janus納米帶及其陣列的形成機理，建立了構建特殊Janus納米帶及其陣列的新技術。柔性可加工[M@E]//UL JNA由于其獨特的結構和性能，在光學器件和導電材料中具有潛在的應用前景。這項新型技術為制備其他多功能納米材料提供了途徑。
圖1.用于制備[M@E]//UL JNA（a）和同軸納米帶//納米帶結構的Janus納米帶（b）的靜電紡絲設備和形成機理的示意圖。
圖2.制備對照樣品的示意圖。
圖3.[M@E]//UL JNA和對照樣品的XRD圖譜以及CoFe2O4和Y2O3的PDF標準曲線。
圖4.[M@E]//UL JNA（a）、[M-E]//UL JNA（b）、M-E-UL HNA（c）、[M@E]//UL JNN（d）、[M-E]//UL JNN（e）、M-E-UL HNN（f）的SEM圖像，[M@E]//UL JNA（g）、[M-E]//UL JNA（h）、M-E-UL HNA（i）、[M@E]//UL JNN（j）、[M-E]//UL JNN（k）、M-E-UL HNN（l）中納米帶寬度分布的直方圖。
圖5.[M@E]//UL JNA中單個Janus納米帶的光學顯微鏡照片（a）和EDS線掃描分析（b）。
圖6.[M@E]//UL JNA的數碼照片：未彎曲（a）、彎曲（b）和恢復的（c）Janus納米帶陣列。
圖7.[M@E]//UL JNA在Janus納米帶的長度方向（a）和寬度方向（b）上的斷裂強度測試。
圖8.[M@E]//UL JNA在不同泵浦功率下的上轉換發射光譜（a）和[M@E]//UL JNA的UL強度與NIR激發功率的Ln-Ln圖（b）。
圖9.由980nm激光激發的[M@E]//UL JNA的上轉換發射光譜，其中Y2O3:Yb3+、Er3+納米粒子（a）和CoFe2O4納米粒子（c）的質量不同，PANI（b）與PMMA的百分比不同。CoFe2O4納米粒子的紫外-可見吸收光譜（d）。
圖10.由980nm激光激發的[M@E]//UL JNA的CIE色度坐標圖，其中Y2O3:Yb3+、Er3+納米粒子（a）和CoFe2O4納米粒子（c）的質量不同，PANI（b）與PMMA的百分比不同。
圖11.由980nm激光激發的[M@E]//UL JNA和對照樣品的上轉換發射光譜。
圖12.由980nm激光激發的[M@E]//UL JNA的激發光和發射光的示意圖，其中PANI與PMMA的百分比不同（a），CoFe2O4納米粒子與PMMA的質量比不同（b）。
圖13.[M@E]//UL JNA和對照樣品的激發光和發射光的示意圖。
圖14.樣品電導測試的示意圖：[M@E]//UL JNA的平行方向測試（a）和垂直方向測試（b）。
圖15.LED集成電路中[M@E]//UL JNA的電氣演示。
圖16.[M@E]//UL JNA的導電示意圖，其中PANI與PMMA的質量百分比不同。
圖17.[M@E]//UL JNA和對照樣品的導電示意圖。
圖18.CoFe2O4納米粒子與PMMA的不同質量比下，CoFe2O4納米粒子（a）和[M@E]//UL JNA（b）的磁滯回線。
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