介晶配体‑官能化的纳米粒的三维结构以及制备和使用它的方法技术

提供稳定缔合的介晶配体‑官能化的纳米粒的三维结构。也提供含有这些结构的组合物，以及制备这些结构的方法。所述的结构、组合物和方法可用于各种应用，例如发光器件(例如，视频显示器，电灯，等等)，墨水，光子学和封装技术。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】介晶配体-官能化的纳米粒的三维结构以及制备和使用它的方法相关申请本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2014年12月23日提交的美国临时申请62/096,504的申请日的优先权，将该申请公开的内容通过参考并入本申请。专利技术背景纳米技术工艺可用来将不同类型的纳米粒(NPs)组织到排列整齐的二维和三维组合件中(在宏观尺度上)。通常，存在两种不同的方法来制造NPs的排列阵列:自顶向下的制造方法(top-downnanofabrication)(即，光刻技术)或者自底向上的自组装或者直接组装方法(bottom-upself-ordirected-assemblymethods)。例如，自顶向下的制造方法，如纳米光刻，开始于所需材料的基板，然后将其通过掩模进行保护，和将暴露的材料刻蚀掉。取决于最终产品中特征所需要的分辨率的水平，刻蚀该基底材料能够使用酸进行化学刻蚀，或者使用紫外线、x-光或者电子束进行机械刻蚀。相比而言，自底向上的纳米制造技术将原子或者分子一次一个地放置从而建成期望的纳米结构。在一些情况下，可能期望使用适合用于大尺寸制造的材料和方法生产非平面的三维结构。液晶(LC)是各向异性流体，其中构成分子可能具有沿着轴向的局部方向顺序，所述的轴向是由导向子(director)例如代表任何点的附近分子的优选取向的方向的无量纲单位向量所定义的。在一些情况中，液晶也可具有位置顺序，例如沿着一个方向的位置顺序。例如，近晶相中的液晶可能具有沿着如上所述的轴向的取向顺序，然而也被位置取向成多个层。在该层内，该液晶可以保持他们的液体状性质。由材料显示出来的液晶相的温度范围能够通过控制分子结构或者通过混合该材料和不同的液晶或者非液晶分子，产生各种液晶相，从而精细调控。普通的液晶相包括例如:向列相，其因为它在显示技术中的用途而是众所周知的并且其中该液晶具有方向顺序而没有位置顺序；如上所述分层的近晶相；和其中液晶不具有方向或位置顺序的各向同性相。专利技术概述提供稳定缔合的介晶配体(mesogenicligand)-官能化的纳米粒的三维结构。也提供含有这些结构的组合物，以及制备这些结构的方法。所述的结构、组合物和方法可用于各种应用，例如发光器件(例如，视频显示器，电灯，等等)，墨水，光子学和封装技术。本公开的实施方式包括一种稳定缔合的介晶配体-官能化的纳米粒的三维结构。在一些实施方式中，所述结构具有壳构型。在一些实施方式中，所述壳构型具有球形表面的构型。在一些实施方式中，所述结构的尺寸(例如，长度)为0.01μm至10μm。在一些实施方式中，所述球形表面的平均直径为0.01μm至10μm。在一些实施方式中，所述纳米粒的平均直径为1nm至100nm。在一些实施方式中，所述纳米粒由选自以下的材料构成：半导体材料，金属，金属氧化物，类金属，氧化物，磁性物质，和聚合物，或其组合。在一些实施方式中，所述结构由具有基本上相同的物理和化学特性的纳米粒构成。在一些实施方式中，所述结构由具有不同的物理和/或化学特性的纳米粒构成。在一些实施方式中，所述介晶配体-官能化的纳米粒包括附着于所述纳米粒表面的介晶配体。在一些实施方式中，所述介晶配体包括可交联官能团。在一些实施方式中，所述可交联官能团是光活化的可交联官能团。在一些实施方式中，所述介晶配体具有式(I)的结构:其中R1至R7各自独立地选自H、卤素、羟基、叠氮基、烷基、取代的烷基、烯基、取代的烯基、炔基、取代的炔基、烷氧基、取代的烷氧基、氨基、取代的氨基、环烷基、取代的环烷基、杂环烷基、取代的杂环烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基、和取代的杂芳基。在一些实施方式中，所述介晶配体是以下配体中的一种:或者在一些实施方式中，所述稳定缔合的介晶配体-官能化的纳米粒的三维结构包括封装在该结构内的活性剂。在一些实施方式中，稳定缔合的介晶配体-官能化的纳米粒的三维结构包括封装在该结构内的墨水。本公开的方面包括组合物，所述组合物包括液体，和所述液体中的稳定缔合的介晶配体-官能化的纳米粒的三维结构。在一些实施方式中，所述液体是有机溶剂。在一些实施方式中，所述液体是液晶液体。本公开的方面包括用于生产稳定缔合的介晶配体-官能化的纳米粒的三维结构的组合物。所述组合物包括:介晶配体-官能化的纳米粒，和液晶液体。在一些实施方式中，所述介晶配体-官能化的纳米粒的介晶配体的相变温度大于所述液晶液体的相变温度。本公开的方面包括生产稳定缔合的介晶配体-官能化的纳米粒的三维结构的方法。所述方法包括将介晶配体-官能化的纳米粒分散在液晶液体中；和在所述液晶液体中诱导相变，从而产生稳定缔合的介晶配体-官能化的纳米粒的三维结构。在一些实施方式中，所述分散包括将声能施加于所述液晶液体中的介晶配体-官能化的纳米粒。在一些实施方式中，所述诱导包括降低所述液晶液体的温度。在一些实施方式中，在所述液晶液体中的相变是从各向同性相向向列相的相变。在一些实施方式中，所述介晶配体-官能化的纳米粒包括附着于所述纳米粒表面的介晶配体。在一些实施方式中，所述介晶配体包括可交联官能团。在一些实施方式中，所述可交联官能团是光活化的可交联官能团。在一些实施方式中，所述方法包括将光施加于所述纳米粒，足以使所述光活化的可交联官能团活化并且在所述纳米粒之间产生一个或多个交联。在一些实施方式中，所述介晶配体的相变温度大于所述液晶液体的相变温度。本公开的方面包括一种组合物，其包括通过本申请所披露的方法生产的稳定缔合的介晶配体-官能化的纳米粒的三维结构。本公开的方面包括一种发光器件，其包括:基板；和在所述基板表面上的本申请所披露的稳定缔合的介晶配体-官能化的纳米粒的三维结构。在一些实施方式中，所述发光器件是视频显示器或者电灯的组件。附图简述图1显示了根据本公开的实施方式的介晶配体，L1，L2，L3和L4的分子结构。图2，小图A，显示了从620nmCdSe-ZnSQDs形成的，用在室温悬浮在向列液晶中的配体L1官能化的纳米粒(例如，量子点，QD)壳的荧光显微图。图2，小图B，显示了荧光显微图，其示出了对于几个壳而言的QD分布。图2，小图C，显示了图2的小图B中所示的相同样品区域中偏振光学显微图。该偏振片(polarizers)是交叉的，如白色箭头所示，该材料被取向从而使得向列导向子，n，平行于所示的偏振片中的一个，突出了该壳附近的拓扑缺陷。摩擦过的PVA取向层用来给这个样品提供平面取向。观察到‘土星环状(Saturn-ring)’和‘偶极(bipolar)’缺陷。使用配体L2制备的QD壳中室温是稳定的，如图2小图D中所示。该QD壳在115℃(如图2小图E中所示)和在120℃(如图2小图F中所示)开始分散。如图2小图G中所示，QD壳在重新冷却之后在室温重新形成(reformed)。图3示出了QD壳的透射电子显微镜图像。图3，小图A，示出了稠密的纳米粒(NP)，其在甲苯萃取之后填充在大壳的碎片中(图像宽度，1.4μm)。图3，小图B，显示了4-氰基-4’-戊基联苯(5CB)中相同组合物的壳的较宽的场区图像(宽度，3.8μm)。图3，小图C，显示了在大的碎片中心中的0.67μm宽面积区域的FFT。图3，小图D显示了对于在径向组织的向列液晶中的具有配体L1的QD壳而言X-射线散射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稳定缔合的介晶配体‑官能化的纳米粒的三维结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.23 US 62/096,5041.一种稳定缔合的介晶配体-官能化的纳米粒的三维结构。2.权利要求1的结构，其中所述结构具有壳构型。3.权利要求2的结构，其中所述壳构型具有球形表面的构型。4.权利要求2的结构，其中所述结构的尺寸为0.01μm至10μm。5.权利要求3的结构，其中所述球形表面的平均直径为0.01μm至10μm。6.权利要求1的结构，其中所述纳米粒的平均直径为1nm至100nm。7.权利要求1的结构，其中所述纳米粒由选自以下的材料构成：半导体材料、金属、金属氧化物、类金属、氧化物、磁性物质、和聚合物、或其组合。8.权利要求1的结构，其中所述结构由具有基本上相同的物理和化学特性的纳米粒构成。9.权利要求1的结构，其中所述结构由具有不同的物理和/或化学特性的纳米粒构成。10.权利要求1的结构，其中所述介晶配体-官能化的纳米粒包括附着于所述纳米粒表面的介晶配体。11.权利要求10的结构，其中所述介晶配体包括可交联官能团。12.权利要求11的结构，其中所述可交联官能团是光活化的可交联官能团。13.权利要求10的结构，其中所述介晶配体具有式(I)的结构：其中R1至R7各自独立地选自H、卤素、羟基、叠氮基、烷基、取代的烷基、烯基、取代的烯基、炔基、取代的炔基、烷氧基、取代的烷氧基、氨基、取代的氨基、环烷基、取代的环烷基、杂环烷基、取代的杂环烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基、和取代的杂芳基。14.权利要求10的结构，其中所述介晶配体选自：15.权利要求1至14任一项的结构，还包括封装在该结构内的活性剂。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·赫斯特，J·海因，S·高希，A·罗达特，
申请(专利权)人：加利福尼亚大学董事会，
类型：发明
国别省市：美国,US