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有机/无机纳米复合材料可以在微观尺度上把有机相和无机相结合在一起,同时赋予复合材料有机相和无机相这两种组分的优势,进而实现所需材料的性能,因此成为材料科学的研究热点之一。 氧化石墨烯因其特有的结构能与有机物、无机物以及生物分子发生复合,从而开拓了其在光电器件、太阳能电池、生物传感等领域的应用。近年来,光子晶体组装发光纳米颗粒引起了科学研究者的探索热情。作为荧光纳米材料家族的一位成员,碳点在化学传感、生物成像、药物缓释、光热诊疗、光电催化等领域有着巨大的应用潜力。大闪蝶因其结构色而闻名,其蝶翅是一种天然的光子晶体,因此通过组装碳点与蓝闪蝶翅膀构筑一种荧光增强的光子晶体类有机/无机纳米复合材料将会有很大的应用价值。本课题的研究内容主要包括: (1)首先通过简单的方法制备了含氟聚亚芴衍生物与氧化石墨烯的有机/无机纳米复合材料,并研究了含氟聚亚芴衍生物的共轭平面结构与氧化石墨烯纳米片层之间的界面相互作用,以及这种相互作用对制备的纳米复合材料的形貌与荧光性能的影响。然后,采用超临界二氧化碳处理含氟聚亚芴衍生物,并且在超临界二氧化碳条件下制备了含氟聚亚芴衍生物与氧化石墨烯有机/无机纳米复合材料。随后,研究了超临界二氧化碳对所制备材料的荧光性能与形貌的影响。荧光强度测试结果表明,超临界二氧化碳处理之后,相同浓度的纳米复合材料在410 nm处的荧光强度是未经超临界二氧化碳处理的6倍。由此说明,可以采用超临界二氧化碳这种绿色手段来有效地增强材料的荧光强度,这是传统手段所很难达到的。这一研究为开发新型氧化石墨烯基光学纳米复合材料提供了新的机会与方法,它将可能在光电器件与生物医药研究方向发挥重要的应用价值。 (2)首先以头发为原料,采用碳化法联合微波辐射制备了荧光性能良好的碳点,然后以大闪蝶翅膀为天然模板协助碳点的组装。组装后得到的有机/无机纳米复合材料是一种荧光增强的光子晶体,即大闪蝶蝶翅不仅作为一种物理模板,而且是一种新型的化学反应型光子晶体用来组装碳点。研究了碳点的形貌、荧光性能及细胞毒性;接着对基于碳点组装大闪蝶蝶翅构筑的有机/无机纳米复合材料进行了形貌、荧光性能及界面相互作用的研究。这一研究基于发光纳米颗粒与天然光子晶体结构的协同作用,为制备具有多级结构的荧光增强型光子晶体类有机/无机纳米复合材料提供了一种有效的方法,将会在传感、生物监测和光子转换等领域有着重要的指导意义。