RAFT合成的MoS2-PAN纳米片:高效光保护性能与宽谱激光防护

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本研究论文发表在《无机化学通讯》(J.Mater.Chem.C)上,2017年5期,编号11920-11926。该研究关注了二硫化钼(MoS2)纳米片与聚乙酸乙烯酯(Polyacrylonitrile, PAN)之间通过共价键连接的新型合成及其在宽光谱范围内的激光防护性能。研究人员采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合方法现场制备了高溶解性的MoS2-PAN复合材料。 与纯MoS2和MoS2/PAN混合物相比,MoS2-PAN衍生物在溶液及聚甲基丙烯酸甲酯(PPMA)基质中的光学限止响应表现出显著的优势。在可见光和近红外范围内,这种改性后的材料显示出更强的光学性能。经过200°C氮气环境下4小时的热处理后,MoS2-PAN/PMMA薄膜的非线性光学响应和光学限止性能得到了显著增强。未经处理的样品,其在532nm和1064nm波长下的非线性系数分别为10^15 cm/GW·cm和534 cm/GW·cm,而经过热处理后的MoS2-PAN/PMMA薄膜,这些数值分别提升至1151 cm/GW·cm和699 cm/GW·cm。 这项研究的重要性在于它揭示了通过共价修饰的方式,可以显著提高MoS2纳米片的光学性能,使其在激光防护应用中有潜在的应用价值。莫氏二硫化物因其独特的二维结构和光吸收特性,一直以来都是光电材料领域的研究热点。通过与PAN结合,不仅可以提高其溶解性和稳定性,还能够扩展其在可见光和近红外光谱区域的光学响应,这对于设计高性能的防辐射、防热保护层或光学开关等应用具有重要意义。因此,这项工作对于开发新型纳米复合材料以及优化其在光电器件和激光防护方面的性能具有重要指导作用。