[发明专利]原位合成的钙钛矿量子点编码树脂微球的制备方法及装置

说明书

本发明提供一种原位合成的钙钛矿量子点编码树脂微球的制备方法，通过微流控装置，通入钙钛矿量子点原材料，合成钙钛矿量子点，向微流控装置通入树脂溶液和带有表面活性剂的水溶液，钙钛矿分散在树脂溶液中，带有表面活性剂的水溶液将树脂溶液剪切形成包封有钙钛矿量子点的树脂液滴模板，最后将树脂液滴模板进行固化，得到钙钛矿量子点编码树脂微球；本发明还提供了可实现上述方法的装置。采用本发明方法所制备的钙钛矿量子点编码微球，具有良好的均一性以及单分散性，尺度大小可控，且在制备过程中内部的钙钛矿量子点编码发射波长可控；本方法常温下即可实现，钙钛矿量子点被树脂封装后不会泄露造成编码不稳定及重金属离子污染，重复性好。

技术领域

本发明属于生物材料技术领域，具体涉及一种原位合成的钙钛矿量子点编码树脂微球的制备方法，该技术可实现微流控装置中钙钛矿量子点的原位合成，并用树脂对其进行封装，防止化学毒性及编码元素的泄露，为生物医学应用提供了一种新型的材料。

背景技术

与传统的半导体量子点相比，钙钛矿量子点具有成本低、颜色纯度高、光致发光量子产率接近100%的优点，被广泛的应用于发光二极管、太阳能电池和其他光电器件中，成为最受欢迎的纳米材料。目前已经开发出各种制备钙钛矿量子点的方法，如模板合成、配体辅助再沉淀、热注射、湿球磨等。这些方法已经成熟的用于制备具有良好的光学及电学性质的钙钛矿量子点。然而在现有的技术下难以对制备中的钙钛矿量子点进行一个实时的调控，以及实验误差造成无法对发射波长精确合成的缺陷。

微流体技术因其可控性和稳定性等优点，被广泛应用于单分散液滴模板的制备。与传统的制备方法相比，微流控技术在制备过程中通过调节原料的流体体积比，使其更加精确和灵活，在合成不同形貌和功能的颗粒方面具有很大的潜力。此外，微流体技术在将编码元件（如量子点、光子晶体等）封装在液滴模板内并固化成条码粒子方面也显示出了一定的价值。这些条形码颗粒的封装聚合物不仅可以防止内部编码元件与外部环境发生反应，而且为进一步的功。基于此，本发明提出一种通过微流控技术原位合成钙钛矿量子点编码树脂微球的制备方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的第一目的是针对现有技术的不足，提供一种原位合成的钙钛矿量子点编码树脂微球的制备方法，以解决传统钙钛矿制备方法不精确、不可控，合成条件苛刻的缺点；

本发明的第二目的是提供一种用于原位合成的钙钛矿量子点编码树脂微球的制备装置。

本发明采用以下技术方案：

一种原位合成的钙钛矿量子点编码树脂微球的制备方法，通过微流控装置，通入钙钛矿量子点原材料，原位合成钙钛矿量子点；向微流控装置通入树脂溶液和带有表面活性剂的水溶液；树脂溶液将钙钛矿量子点析出，使钙钛矿分散在树脂溶液中；带有表面活性剂的水溶液将树脂溶液剪切形成包封有钙钛矿量子点的树脂液滴模板；最后将树脂液滴模板进行固化，得到钙钛矿量子点编码树脂微球。

进一步的，本发明方法具体包括以下步骤：

S1、搭建微流控装置

取若干根毛细管，形成毛细管阵列，将毛细管阵列连接混合管的一端，并嵌套在混合管内；将混合管的另一端连接分散管的一端，并嵌套在分散管内；分散管的另一端嵌套在收集管内，微流控装置搭建完成；

S2、钙钛矿量子点树脂编码微球的原位制备

将不同的钙钛矿量子点原材料分别泵入毛细管阵列通道内，同时将树脂溶液和带有表面活性剂的水溶液泵入分散管内；钙钛矿量子点原材料在混合管内混合，形成钙钛矿量子点溶液；钙钛矿量子点溶液进入分散管内，在树脂溶液作用下析出钛矿量晶体，并分散在树脂溶液中；随后通过带有表面活性剂的水溶液将树脂溶液剪切形成包封有钙钛矿量子点的树脂液滴模板，最后在收集管内将树脂液滴模板进行紫外光源固化，得到钙钛矿量子点编码树脂微球。

进一步的，可通过控制树脂溶液和带有表面活性剂的水溶液的流速，来调节树脂微球的大小；可通过控制不同钙钛矿量子点原材料的泵入量，来调节树脂微球内钙钛矿量子点发射波长。