“刚柔并济”型钙钛矿薄膜诞生，中国科学家以穿山甲为灵感，制备可自愈的钙钛矿光电器件
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上海卷柔新技术光电有限公司是一家专业研发生产光学仪器及其零配件的高科技企业，公司2005年成立在上海闵行零号湾创业园区，专业的光电镀膜公司，技术背景依托中国科学院，卷柔产品主要涉及光学仪器及其零配件的研发和加工；光学透镜、反射镜、棱镜，平板显示，安防监控等光学镀膜产品的开发和生产，为全球客户提供上等的产品和服务。
动画片《葫芦娃》，是很多人的童年印象。除了各具本领的葫芦七娃之外，还有很多动物类角色。比如，《葫芦娃》中的穿山甲，便是一个为了救二娃和爷爷而被蝎子精杀死的动物角色。
现实生活中，穿山甲是中国的国家**保护动物，禁止私人捕杀和食用。穿山甲的鳞片是刚性的，一个个排列整齐、坚硬无比的鳞片，好比钙钛矿晶粒一样（钙钛矿是近年来的科研热点之一）。
而穿山甲鳞片的绝妙之处在于，由于鳞片生长在穿山甲柔软的身体上，既让鳞片可作为铠甲让其免受压力和挤压，又不影响穿山甲的狩猎哺食和穿洞打孔。
以此为灵感，苏州大学功能纳米与软物质研究院唐建新教授和团队，通过仿生穿山甲的设计，制备出一种钙钛矿发光二极管。
课题组表示：“我们期望研究这种可定制的、灵活的、稳定的柔性电子器件，能为信息显示、健康照明、以及生物医学研究等提供帮助。”
（来源：ACS Nano）
据介绍，以往的钙钛矿光电器件大多是在刚性氧化铟锡/玻璃上制作完成。为了制作柔性器件，通常选择聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET，polyethylene glycol terephthalate）、或聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN，Polyethylene naphthalate two formic acid glycol ester）等柔性塑料基底。
这些商用的柔性基底/电极不仅厚度大、不可调节，而且只能承受少数的弯折测试。另外，对于 PET、PEN 这类常规型聚合物塑料来说，它们能承受的温度不够高，往往加热到 160 摄氏度以上，塑料就会产生变形蜷缩、甚至是融化。
对于柔性光电器件的研发，该课题组已积累了较多经验，在有机发光二极管（OLED，Organic Light-Emitting Diode）、和有机光伏电池上，都有着较为成功的尝试。
考虑到显示屏的柔性化已成为大趋势，故研究小组也对柔性钙钛矿发光二极管（PeLED，Perovskite Light-Emitting Diode）器件有着更高的目标。
其希望柔性器件不仅能承受高强度的机械测试，并对高温的工作环境具备耐受度。因此，该团队以聚酰亚胺（PI）为聚合物基底、银纳米线（AgNWs）为电极来进行制备。
（来源：ACS Nano）
作为“塑料王”，聚酰亚胺可以耐受 300 摄氏度的高温，市售聚酰亚胺都是半透明的黄色。而该团队所制备的聚酰亚胺薄膜，系自主工艺合成，外观上无色透明，可通过预聚体的调制和制备来实现工艺控制，能达到任意需要的超薄厚度，*低可薄至 2 微米。
与此同时，使用银纳米线作为电极时，它不仅导电性好、而且弯折性优异，甚至在折叠状态下也能保持低电阻。
研究中，课题组选用电极转移的方法，制备了 PI/AgNWs 复合电极，并把聚酰亚胺把银纳米线包裹起来，只露出导电的一面，从而让银纳米线在弯折过程中，保持稳定不断裂。
作为柔性器件的衬底，在效率上其不输于刚性器件，器件厚度降低至 20 微米（普通玻璃为 1 毫米左右），出光也更加优异，并且它的抗弯折性能也很突出。
对于柔性钙钛矿光电器件来说，另一个关键之处在于钙钛矿薄膜的改性。钙钛矿晶粒具有一定的脆性，薄膜在弯折之后很容易产生不可修复的裂痕，这种裂痕会给器件带来难以弥补的性能损失。
因此，该团队思考的是：如何避免产生这种裂痕、或是裂痕产生之后如何修复？常见的自修复材料中，聚合物有着得天独厚的优势，故课题组选择了具备自修复功能的聚氨酯。
这样做出来的钙钛矿-聚合物薄膜，亦柔亦刚、刚柔并济，可以**地配合柔性器件、对于耐弯折性能的需求。
他们发现，在反复弯折的过程中，不仅钙钛矿薄膜产生的裂痕可以大幅减少，而且由于聚氨酯里的氨基甲酸酯基团和聚醚之间的动态氢键作用，可以在加热之后修复裂痕，以让裂痕变小直至消失。可以说，这是一项非常有意思的结合，也证明柔性 PeLED 具备更多的发挥空间。
图 | 唐建新（来源：唐建新）
近日，相关论文以《用于自愈柔性钙钛矿发光二极管的仿生穿山甲设计》（Bio-Inspired Pangolin Design for Self-Healable Flexible Perovskite Light-Emitting Diodes）为题发表在 ACS Nano 上，钱晓燕为**作者，唐建新担任通讯作者。
图 | 相关论文（来源：ACS Nano）
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上海卷柔新技术光电有限公司是一家专业研发生产光学仪器及其零配件的高科技企业，公司2005年成立在上海闵行零号湾创业园区，专业的光电镀膜公司，技术背景依托中国科学院，卷柔产品主要涉及光学仪器及其零配件的研发和加工；光学透镜、反射镜、棱镜，平板显示，安防监控等光学镀膜产品的开发和生产，为全球客户提供上等的产品和服务。
采用德国薄膜制备工艺，形成了一套具有严格工艺标准的闭环式流程技术制备体系，能够制备各种超高性能光学薄膜，包括红外薄膜、增透膜，ARcoating,激光薄膜、特种薄膜、紫外薄膜、x射线薄膜，应用领域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、医用激光器、光学科研，红外制导、面部识别、VR/AR应用,博物馆，低反射橱窗玻璃，画框，工业灯具照明，广告机，点餐机，电子白板，安防监控等。
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我们的目标：以高质量的产品，优惠的价格,贴心的服务，为客户提供优良的解决方案。
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