近日，美國海軍研究實驗室（華盛頓特區(qū)）材料科學與技術部光學科學部的一個研究小組正在開發(fā)一種透明的發(fā)光材料。該材料是一種用來封裝量子點（QD）材料的巰基炔（Thiol-yne）納米復合聚合物。這項技術的潛在應用包括柔性、可拉伸和防破碎的顯示器。

該團隊最近發(fā)表了一篇關于該主題的報告，提為“通過熱固化或光聚合制備的光致發(fā)光量子點巰基炔納米復合材料”。

“實驗證明，根據(jù)起始組分的選擇，使用巰基炔化學制備的聚合物可以呈現(xiàn)橡膠屬性、剛性、高折射率屬性、透明屬性，以及高溫下的穩(wěn)定性等?！贝送猓鼈冞€可以通過摻入其他納米顆粒來改性。上述這些理想的材料屬性使得巰基炔聚合物材料在一些領域具有很大的應用潛力，比如基于光致發(fā)光材料的各種應用中。

目前這些研究的一個具體目標就是驗證將巰基炔化學制備的巰基炔聚合物用作QD載體的可行性。這里的可行性體現(xiàn)在，這種方案是否可以制作出這樣一種光致發(fā)光的QD巰基炔納米復合材料，以確保其QD的特征性發(fā)光不受聚合或淬滅影響。

在目前的工作中，研究人員合成了新的配體并將其用于各種直徑QD材料的官能化（在化學中，配體是通過配位鍵連接到特定金屬原子上的一種離子或分子。官能化是通過改變特定材料的表面化學性質，進而實現(xiàn)材料增加新功能、特征和能力的過程。）

將官能化的QD結合到巰基炔預聚物中所需的全部過程是將巰基炔預聚物添加到QD溶液中。這一過程在玻璃小瓶中進行，然后劇烈攪拌幾秒鐘。此時，預聚物可以滴涂或旋涂在基材上或倒入模具中。然后通過紫外固化或熱固化工藝使材料聚合以制成QD巰基炔納米復合材料聚合物，下圖展示了這兩種可能的材料制造工藝。

在紫外固化期間，透明的納米復合材料會發(fā)出和QD尺寸相關的預期顏色的光。這證明，QD可以摻入到巰基炔聚合物材料中而不會顯著改變QD的發(fā)光顏色。研究人員還確認了QD在整張聚合物材料中的分布均勻性，下圖說明了這些含QD的聚合物樣品的發(fā)光特性。

左側和中間：處于外環(huán)境條件下含有紅色QD的巰基炔聚合物材料樣品；右側：紫外光照射下的巰基炔聚合物材料樣品，圖中矩陣內展示了紅色QD（1.5μm）。

在他們的文章中，研究人員得出結論，他們的發(fā)明“根據(jù)預聚物配方中使用的單體和/或摻入的QD，可制作出一種定制光學性質的材料?！?/p>

他們還進一步解釋，這種實現(xiàn)QD官能化和QD與巰基炔聚合物材料合成的方法是切實可行的，并在報告內對另一類型QD和納米顆粒的合成制備進行概述。

美國專利商標局最近公布了海軍研究實驗室基于該文章所描述技術提交的專利申請。該專利申請的申請?zhí)枮?6 / 153,357。他們與實驗室的技術轉讓辦公室TechLink合作，希望通過企業(yè)將這項政府資助的研究成果商業(yè)化。