廣島大學利用纖維素開發三原色發光之定向膜

 

刊登日期:2022/3/18
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廣島大學開發了一項利用纖維素水溶液製備定向膜(Oriented Film)之技術。研究團隊以同一方向塗佈纖維素水溶液,並滴入導電高分子溶液後予以加熱乾燥,即得到了導電高分子高度排列的定向膜(定向度最大達90%)。

此機制是由於纖維素的模板(Template)效果(導電高分子沿著甲基纖維素基材的構造形成定向)。廣島大學將此模板效果應用於有機電致發光(Organic Electroluminescence)高分子,製作了三原色發光(紅藍綠)定向膜,並確認呈現高耐久性,以大約3 mm的彎折半徑進行500回彎折,定向度與發光(偏光)幾乎都無變化。

廣島大學也對擁有不同化學結構之纖維素進行模板效果檢證,透過塗佈纖維素溶液時的壓力、速度、濃度的測試實驗,解明了定向的機制並確認最佳定向條件。此外,由於是前所未有的定向膜製造法,因此廣島大學將其命名為「SOFT(Simple way of Orienting Films prepared by Templating cellulose)製法」。

SOFT製法具有以下特點:
①. 以溶液製程實現高定向度(90%),高再現性(96%)、高平面性(50 nm)。定向膜的厚度為200 nm~2 μm。
②. 三原色發光的有機電致發光高分子製成的定向膜。發光為高偏光。
③. 即使經過彎曲半徑2.5 mm、彎曲角度320度的彎曲試驗500次後,定向度與發光度(偏光度)也未觀察到劣化。
④. 定向的機制為化學模板效應(並非凹槽或奈米結構的物理效果)。
⑤. 是由甲基纖維素帶來的模板效應(即使以另2種纖維素或其他材料製作基材,也未觀察到定向)。
⑥. 可將最大定向度的濃度、溫度、掃描速度、掃描壓力予以數值化。
⑦. 定向膜可從基板上剝離並做為獨立膜使用。
⑧. 定向膜的拉伸強度為30 MPa(300氣壓)。
⑨. 即使改變彎折方向或觀測場所,確認仍具有同樣的耐久性。

廣島大學表示,此項研究成果將可望有助於促進低環境負荷之彎折型智慧裝置、電子醫療保健機器的開發。


資料來源: https://www.hiroshima-u.ac.jp/system/files/179664/220216_pr02.pdf
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