研究背景

硅納米晶由于其天然豐度高、毒性低、光學性質優異等特點，在芯片、發光二極管和醫學生物成像等領域得到廣泛應用；然而，未經鈍化的硅納米晶在空氣和潮濕條件下易被氧化，導致硅納米晶喪失發光特性。因此，不穩定的熒光特性極大地限制了硅納米晶潛在應用，是制備熒光耐老化材料的技術難點。

研究內容

近日，武漢紡織大學徐衛林院士團隊陳東志教授課題組帶領研究小組將硅納米晶分散到端乙烯基 MQ 硅樹脂增強的 PDMS 復合材料中，通過硅氫加成反應和聚合物包覆相結合的方式制備了一種熒光耐老化防偽涂層（De-SiNCs/DV涂層）（圖1）

圖 1 硅納米晶的合成及 MQ 硅樹脂增強的 PDMS 熒光耐老化防偽涂層的制備機理圖

所制備的 De-SiNCs/DV 涂層在可見光范圍內表現出優異的透明度（高達 85%），在各種條件下（包括酸性/堿性環境、不同的有機溶劑、高濕度環境和紫外線照射）的平均壽命為 20.59 μs。同時，De-SiNCs 的化學包覆有利于提高 De-SiNCs/DV 的力學性能和熱穩定性（圖2）。

圖 2 MQ 硅樹脂增強的 PDMS 熒光耐老化防偽涂層的光學性質

這些結果為進一步利用硅納米晶制備熒光耐老化防偽材料提供了啟示和理論指導。該成果以“Flexible transparent and hydrophobic SiNCs/PDMS coatings for anti-counterfeit applications”(《用于防偽應用的柔性透明和疏水 SiNC/PDMS 涂層》)為題，發表在英國皇家化學會期刊 Materials Horizons 上，并入選為 hot article。

論文信息

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* （陳東志，武漢紡織大學）

Mater. Horiz., 2024 

https://doi.org/10.1039/D4MH00211C

作者簡介

張晉峰 碩士研究生 武漢紡織大學

本文第一作者，武漢紡織大學國家重點實驗室材料科學與工程專業 2022 級碩士研究生，導師陳東志教授。

陳東志 教授 武漢紡織大學

本文通訊作者，武漢紡織大學材料科學與工程學院碩導/教授，陽光青年拔尖人才，《有機硅材料》編委，中國化學會會員。目前主要研究興趣包括有機硅化學、可控發光納米材料及纖維和織物用功能高分子涂層。迄今，主持國家自然科學基金面上基金 1 項，武漢市科技局重點專項1項，完成國家自然基金青年基金 1 項，湖北省自然科學基金 1 項，湖北省教育廳重點計劃項目1項，參與國家自然科學基金 5 項，獲校級科研標兵稱號 2 次，Advanced Materials, Advanced Functional Materials, Small, Chemical Engineering Journal, Materials Horizons, Langmuir 等國際主流期刊發表 SCI 論文  67 余篇，特邀參與撰寫國際專著 1 部，授權專利 4 項，其代表作被 ACS Nano, Nano Letters, Chemical Engineering Journal, Macromolecules 等雜志引用，總引用次數已超過 1800 余次，H 指數 27，是 Small, Green Chemistry 等期刊審稿人。