研究背景

硅纳米晶由于其天然丰度高、毒性低、光学性质优异等特点，在芯片、发光二极管和医学生物成像等领域得到广泛应用；然而，未经钝化的硅纳米晶在空气和潮湿条件下易被氧化，导致硅纳米晶丧失发光特性。因此，不稳定的荧光特性极大地限制了硅纳米晶潜在应用，是制备荧光耐老化材料的技术难点。

研究内容

近日，武汉纺织大学徐卫林院士团队陈东志教授课题组带领研究小组将硅纳米晶分散到端乙烯基 MQ 硅树脂增强的 PDMS 复合材料中，通过硅氢加成反应和聚合物包覆相结合的方式制备了一种荧光耐老化防伪涂层（De-SiNCs/DV涂层）（图1）

图 1 硅纳米晶的合成及 MQ 硅树脂增强的 PDMS 荧光耐老化防伪涂层的制备机理图

所制备的 De-SiNCs/DV 涂层在可见光范围内表现出优异的透明度（高达 85%），在各种条件下（包括酸性/碱性环境、不同的有机溶剂、高湿度环境和紫外线照射）的平均寿命为 20.59 μs。同时，De-SiNCs 的化学包覆有利于提高 De-SiNCs/DV 的力学性能和热稳定性（图2）。

图 2 MQ 硅树脂增强的 PDMS 荧光耐老化防伪涂层的光学性质

这些结果为进一步利用硅纳米晶制备荧光耐老化防伪材料提供了启示和理论指导。该成果以“Flexible transparent and hydrophobic SiNCs/PDMS coatings for anti-counterfeit applications”(《用于防伪应用的柔性透明和疏水 SiNC/PDMS 涂层》)为题，发表在英国皇家化学会期刊 Materials Horizons 上，并入选为 hot article。

论文信息

Flexible transparent and hydrophobic SiNCs/PDMS coatings for anti-counterfeit applications

Jinfeng Zhang, Yuanfen Huang, Xiaoyuan Zhang, Xin Guo, Kailong Chen, Xiang Feng, Jiajia Kong, Yanqing Liu, Bin Shang, Weilin Xu and Dongzhi Chen* （陈东志，武汉纺织大学）

Mater. Horiz., 2024 

https://doi.org/10.1039/D4MH00211C

作者简介

张晋峰 硕士研究生 武汉纺织大学

本文第一作者，武汉纺织大学国家重点实验室材料科学与工程专业 2022 级硕士研究生，导师陈东志教授。

陈东志 教授 武汉纺织大学

本文通讯作者，武汉纺织大学材料科学与工程学院硕导/教授，阳光青年拔尖人才，《有机硅材料》编委，中国化学会会员。目前主要研究兴趣包括有机硅化学、可控发光纳米材料及纤维和织物用功能高分子涂层。迄今，主持国家自然科学基金面上基金 1 项，武汉市科技局重点专项1项，完成国家自然基金青年基金 1 项，湖北省自然科学基金 1 项，湖北省教育厅重点计划项目1项，参与国家自然科学基金 5 项，获校级科研标兵称号 2 次，Advanced Materials, Advanced Functional Materials, Small, Chemical Engineering Journal, Materials Horizons, Langmuir 等国际主流期刊发表 SCI 论文  67 余篇，特邀参与撰写国际专著 1 部，授权专利 4 项，其代表作被 ACS Nano, Nano Letters, Chemical Engineering Journal, Macromolecules 等杂志引用，总引用次数已超过 1800 余次，H 指数 27，是 Small, Green Chemistry 等期刊审稿人。