近日，合肥工業(yè)大學陸楊研究組和中國科學技術大學俞書宏研究團隊合作，創(chuàng)造性地采用“解組裝—仿生組裝”兩步策略，以廉價天然云母粉為原料，成功實現(xiàn)高質(zhì)量云母納米片的大量制備，并組裝成高性能透明柔性仿貝殼結(jié)構(gòu)云母復合薄膜。該復合薄膜在柔性透明電子器件等領域具有廣闊的應用前景。相關成果發(fā)表在近日出版的《自然—通訊》上。

云母納米片的制備及表征

(a) 云母納米片制備策略；(b) 云母粉、插層云母和云母納米片的小角度XRD；

(c) 云母納米片的TEM圖像；(d) 云母納米片的AFM圖像；(e) 云母納米片的TEM-mapping圖像。

作為一種常見的層狀結(jié)構(gòu)鋁硅酸鹽天然礦物，云母具有特殊的可見光透過和紫外屏蔽性能，并有高電氣絕緣性、耐酸堿與高溫穩(wěn)定性等優(yōu)點，是未來柔性透明電子器件等領域的理想材料。然而，高品位的片云母產(chǎn)量低且價格昂貴，極大限制了其應用。

天然碎云母盡管儲量豐富、價格低廉且與片云母化學成分和結(jié)構(gòu)相同，但由其制備的天然云母粉的粒徑大且縱橫比低，剝離成高質(zhì)量的云母納米片也極為困難，難以通過仿生組裝制備高性能的宏觀尺度膜。該研究團隊攻克了天然云母粉宏量剝離等難題，通過液相剝離制備的單層或少層超薄云母納米片，在溶液中可以穩(wěn)定分散超過1個月。同時，利用噴涂技術，成功將超薄云母納米片與殼聚糖混合溶液組裝成微納尺度上具有“磚—泥”層狀結(jié)構(gòu)的仿貝殼結(jié)構(gòu)云母復合膜，并進行了組分和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

結(jié)果表明，當云母含量達到60%時，這一新型復合膜顯示出優(yōu)異的機械強度、良好的可見光透過率，以及獨特的紫外屏蔽性，其整體性能優(yōu)于天然片云母和其他黏土仿貝殼薄膜。研究顯示，其具有優(yōu)異的抗紫外老化性能，同時基于該透明薄膜已成功制備了可彎曲的光電檢測器件。

據(jù)介紹，這一成果易于工業(yè)化放大，而且在聚合物復合材料以及透明的紫外屏蔽涂層的研發(fā)中可以普遍推廣，為廉價低品位的天然碎云母的精加工和升級應用提供了新的思路和技術。

參考來源：合工大新聞

原文鏈接：http://xq70.hfut.edu.cn/show-1-135989-1.html

相關論文信息：Nature Communications 2018, 9, 2974, DOI: 10.1038/s41467-018-05355-6