硅纳米晶由于其天然丰度高、毒性低、光学性质优异等特点，在芯片、光电二极管、生物成像等领域得到广泛应用。然而，未经钝化的硅纳米晶在空气和潮湿条件下时容易被氧化，导致硅纳米晶丧失发光特性。因此，不稳定的荧光特性极大地限制了硅纳米晶潜在应用，是制备荧光耐老化材料的技术难点。
图1 硅纳米晶的合成及MQ硅树脂增强的PDMS荧光耐老化防伪涂层的制备机理图
近期，武汉纺织大学省部共建纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室徐卫林院士团队陈东志教授课题组带领小组将硅纳米晶分散到端乙烯基MQ硅树脂增强的PDMS复合材料中，通过硅氢加成反应和聚合物化学包覆相结合的方式制备了一种耐老化的荧光防伪涂层（De-SiNCs/DV涂层）（图1）。De-SiNCs/DV涂层在可见光范围内表现出优异的透明度（高达85%），在各种极端条件下（包括酸性/碱性环境、不同的有机溶剂、高湿度环境和紫外线照射）具有显著的荧光稳定性能，其荧光寿命为20.59 μs。同时，对De-SiNCs的包覆处理有利于提高De-SiNCs/DV的力学性能和热稳定性（图2）。该工作以“Flexible transparent and hydrophobic SiNCs/PDMS coatings for anti-counterfeit applications”为题发表在《Materials Horizons》。文章第一作者是武汉纺织大学省部共建纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室硕士研究生张晋峰同学，通讯作者是bat365在线平台陈东志教授。
图 2 MQ硅树脂增强的PDMS荧光耐老化防伪涂层的光学性质
该工作是陈东志教授课题组在可控发光纳米材料领域取得的又一创新性突破。在此前的研究工作中，陈东志教授制备了具有红色荧光的ncSi-decyl/PDMS复合材料，发现了该材料具有优越紫外线屏蔽功能（Adv. Optical Mater. 2017, 5, 1700237），在化妆品和荧光防伪等领域具有广阔的应用前景，为本项工作研究奠定了基础。另外，该课题组分别以羟乙基纤维素和海藻酸钠为粘合剂，硅/碳混合量子点为发光纳米材料，制备了水性荧光防伪油墨（Carbohydr. Polym. 2021, 251, 117084；Carbohydr. Polym. 2023, 301, 120307）。在此基础上，又报道了可水分散的、无掺杂的室温磷光硅纳米晶（UA-SiNCs）及其光学应用（Small, 2023, 20(2): 2303464）。近几年，该课题组以硅纳米晶为发光中心，在光致发光防伪应用领域取得一系列突出研究成果。该研究得到了国家自然科学基金面上项目和武汉市市科技局应用基础前沿重点项目的资助。
原文链接：
https://doi.org/10.1039/D4MH00211C
