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来源：X一MOL资讯
英文原题：Sustainable and Transparent Fish Gelatin Films for Flexible Electroluminescent Devices
通讯作者：于海东, 南京工业大学；刘举庆，南京工业大学；黄维，南京工业大学 作者：Xiaopan Zhang（张晓盼）, Tengyang Ye（叶腾阳）, Xianghao Meng（孟祥皓）, Zhihui Tian（田志辉）, Lihua Pang（庞丽华）, Yaojie Han（韩尧杰）, Hai Li（李海）, Gang Lu（吕刚）, Fei Xiu（修飞）, Hai-Dong Yu（于海东）*， Juqing Liu（刘举庆）*，Wei Huang（黄维）*交流电致发光（ACEL）器件具有结构简单、大面积、功耗低、制作方便及低成本等优点，在户外景观照明、广告显示牌、仪器仪表及特殊场合（机场、医院、博物馆）指示照明等军民两用领域应用广泛。
伴随信息显示照明技术高速发展，以及社会大众环保意识的逐渐增强，人们对发光技术要求越来越高，一方面期望能够赋予发光器件诸如柔性可延展等功能，拓展其在柔性可穿戴电子器件领域的应用（如电子皮肤）；另一方面期望海量需求的发光器件能够绿色环保，减轻电子垃圾对环境的伤害。因此，研发兼具柔韧性好及绿色环保的ACEL发光技术具有现实意义。通常，研发柔性发光器件的基本要求是器件发生弯曲、折叠、扭转等形变时仍然能够保持器件性能。所以，实现这种柔性交流电致发光器件，必须使用透明的柔性基底，再将其与发光材料集成在一起。然而目前使用的柔性透明基底主要是塑料材料，而这些材料大多由不可再生的原油制成，难以降解并会严重污染环境。因此，发展环境友好的透明柔性基底材料制备柔性ACEL器件。
为了解决上述问题，南京工业大学先进材料研究院黄维院士、于海东和刘举庆教授团队开发了一种从鱼鳞废料中提取鱼明胶制备透明薄膜基底的柔性ACEL器件。这种明胶薄膜在可见光范围内透光率高达91.1%、表面粗糙度低至0.5 nm，可以媲美商业化的PET薄膜（图1）。鱼明胶薄膜不仅可以随意弯曲、扭转，还可以根据需要折叠成不同的形状。而且，鱼明胶薄膜具有良好的耐腐蚀性能，在乙醇、甲醇、四氢呋喃等有机溶剂中浸泡24小时后仍然能够保持完整的形状。可见，鱼明胶薄膜是交流电致发光器件、有机场效应晶体管、钙钛矿太阳能电池等柔性电子器件的理想基底材料。
与传统塑料基底相比，鱼明胶薄膜还具有可循环使用、易降解、生物相容性好等优点（图2）。为了验证鱼明胶薄膜的可循环使用特性，作者将制备好的鱼明胶薄膜在温水中溶解，再将得到的鱼明胶溶液倒入塑料培养皿中，干燥成型后可以得到全新的鱼明胶薄膜。如此循环制取多次后，鱼明胶薄膜的800 nm红光透光率仍然可以保持90%以上。此外，废弃后的鱼明胶薄膜还可以在土壤中自行生物降解。实验显示，鱼明胶薄膜埋入土壤后可以在24天内完全降解。
为了制备ACEL器件的透明电极，作者将银纳米线（Ag NWs）沉积在鱼明胶薄膜表面，成功制备了柔性透明导电电极。该电极弯曲500次后的可见光透射率高达82.3%，方阻仍然低至22.4 Ωsq-1，呈现了优良的抗弯曲性能（图3）。将该薄膜电极串联LED灯泡后发现，把薄膜电极弯曲成不同程度时LED灯泡仍然持续发光，显示薄膜电极具有极好的导电特性，将其用于ACEL器件可以确保稳定的电信号输出。
使用旋涂法在上述Ag NWs电极表面增涂发光层，并利用Ag NWs作为器件的顶电极。由SEM横截面图可以看出（如图4所示），整个器件是一个典型的三明治结构，功能层之间连接紧密。与传统的单面发光器件不同，制得的这个柔性器件可以从正反两面发光。在300 V和400 Hz的条件下，发光强度高达56 cd m-2。器件呈现出良好的抗弯曲性能，即使连续弯曲1000次后器件的发光强度也没有明显下降。将该器件浸泡于80 ℃热水中，3分钟内完全溶解，表明这是一款环保的光电产品。
综上所述，具有高透光率的透明柔性基底是构筑高性能ACEL器件的关键。从鱼鳞废料中提取的鱼明胶可用于制备高性能、可持续、可降解的柔性ACEL器件。鱼明胶薄膜的制备方法简单、价格低廉，适用于低成本、规模生产。这项研究成果表明，鱼明胶薄膜用作柔性交流电致发光器件的基底具有独特优势，在其他柔性电子器件的应用中也具有良好的前景。
为了解决上述问题，南京工业大学先进材料研究院黄维院士、于海东和刘举庆教授团队开发了一种从鱼鳞废料中提取鱼明胶制备透明薄膜基底的柔性ACEL器件。这种明胶薄膜在可见光范围内透光率高达91.1%、表面粗糙度低至0.5 nm，可以媲美商业化的PET薄膜（图1）。鱼明胶薄膜不仅可以随意弯曲、扭转，还可以根据需要折叠成不同的形状。而且，鱼明胶薄膜具有良好的耐腐蚀性能，在乙醇、甲醇、四氢呋喃等有机溶剂中浸泡24小时后仍然能够保持完整的形状。可见，鱼明胶薄膜是交流电致发光器件、有机场效应晶体管、钙钛矿太阳能电池等柔性电子器件的理想基底材料。
与传统塑料基底相比，鱼明胶薄膜还具有可循环使用、易降解、生物相容性好等优点（图2）。为了验证鱼明胶薄膜的可循环使用特性，作者将制备好的鱼明胶薄膜在温水中溶解，再将得到的鱼明胶溶液倒入塑料培养皿中，干燥成型后可以得到全新的鱼明胶薄膜。如此循环制取多次后，鱼明胶薄膜的800 nm红光透光率仍然可以保持90%以上。此外，废弃后的鱼明胶薄膜还可以在土壤中自行生物降解。实验显示，鱼明胶薄膜埋入土壤后可以在24天内完全降解。
为了制备ACEL器件的透明电极，作者将银纳米线（Ag NWs）沉积在鱼明胶薄膜表面，成功制备了柔性透明导电电极。该电极弯曲500次后的可见光透射率高达82.3%，方阻仍然低至22.4 Ωsq-1，呈现了优良的抗弯曲性能（图3）。将该薄膜电极串联LED灯泡后发现，把薄膜电极弯曲成不同程度时LED灯泡仍然持续发光，显示薄膜电极具有极好的导电特性，将其用于ACEL器件可以确保稳定的电信号输出。
使用旋涂法在上述Ag NWs电极表面增涂发光层，并利用Ag NWs作为器件的顶电极。由SEM横截面图可以看出（如图4所示），整个器件是一个典型的三明治结构，功能层之间连接紧密。与传统的单面发光器件不同，制得的这个柔性器件可以从正反两面发光。在300 V和400 Hz的条件下，发光强度高达56 cd m-2。器件呈现出良好的抗弯曲性能，即使连续弯曲1000次后器件的发光强度也没有明显下降。将该器件浸泡于80 ℃热水中，3分钟内完全溶解，表明这是一款环保的光电产品。
综上所述，具有高透光率的透明柔性基底是构筑高性能ACEL器件的关键。从鱼鳞废料中提取的鱼明胶可用于制备高性能、可持续、可降解的柔性ACEL器件。鱼明胶薄膜的制备方法简单、价格低廉，适用于低成本、规模生产。这项研究成果表明，鱼明胶薄膜用作柔性交流电致发光器件的基底具有独特优势，在其他柔性电子器件的应用中也具有良好的前景。
原文：Sustainable and Transparent Fish Gelatin Films for Flexible Electroluminescent DevicesXiaopan Zhang, Tengyang Ye, Xianghao Meng, Zhihui Tian, Lihua Pang, Yaojie Han, Hai Li, Gang Lu, Fei Xiu, Hai-Dong Yu*, Juqing Liu*, Wei Huang*ACS Nano, 2020, DOI: 10.1021/acsnano.9b09880Publication Date: March 18, 2020Copyright © 2020 American Chemical Society
来源：X-molNews X一MOL资讯
原文链接：http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAwOTExNzg4Nw==&mid=2657631974&idx=2&sn=6f462c390ff392a3802de63c258077a4&chksm=80f81736b78f9e2026733556e6544954ac4f629888590d5ecf8e3b0b770c169bb730990cbee5&scene=27#wechat_redirect
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