环境压力干燥法制备10纳米级纳米孔高透明聚甲基倍半硅氧烷干凝胶及其在纳米功能材料宿主中的应用

　　针对传统硅气凝胶机械强度差和聚甲基倍半硅氧烷(PMSQ)气凝胶孔径过大(10-30 nm)限制纳米颗粒嵌入的问题，研究人员通过六甲基二硅氮烷(HMDZ)表面修饰结合常压干燥(APD)技术，成功制备出孔径约10 nm、高透明且机械增强的PMSQ干凝胶。该材料作为CsPbBr3 量子点(QDs)宿主，复合体光致发光量子产率(PLQY)达37%，并实现132% NTSC色域覆盖的LED器件，为纳米功能材料稳定化提供新策略。

　　

在材料科学领域，透明多孔材料因其独特的光学性能和结构特性，一直是研究热点。传统硅气凝胶虽然具有高孔隙率和窄孔径分布(<10 nm)，但脆弱的无机网络结构使其实际应用受限。而聚甲基倍半硅氧烷(PMSQ)气凝胶虽具备更好的机械强度和透明度，却因较大的孔径(10-30 nm)难以有效封装纳米颗粒。这一矛盾严重制约了纳米功能材料在光电领域的应用发展。

为解决这一难题，来自广东的研究团队在《Journal of Luminescence》发表重要成果。研究创新性地采用六甲基二硅氮烷(HMDZ)表面修饰结合常压干燥技术，成功制备出具有约10 nm均匀纳米孔的高透明PMSQ干凝胶。该材料不仅解决了传统材料的性能矛盾，更实现了钙钛矿量子点的稳定封装，为宽色域显示技术提供了新材料解决方案。

研究主要运用了表面化学修饰、常压干燥工艺优化、纳米孔结构表征（N₂
吸附/脱附测试）以及量子点原位封装等关键技术。通过系统调控制备参数，实现了孔径在4-18 nm范围内的精确调控。

【Microstructure and physical properties】部分显示，HMDZ修饰将表面硅羟基(-Si-OH)替换为三甲基硅基(-Si-(CH₃
)₃
)，使干凝胶收缩率显著降低，孔隙率保持在85%以上，热导率低至21.3 mW/(m·K)。透射电镜证实其孔径分布均匀，平均孔径约10 nm。

【Conclusion】部分指出，该研究成功将CsPbBr₃
量子点封装于修饰后的PMSQ干凝胶中，复合材料兼具PMSQ的疏水性、低密度特性与量子点的高发光效率(PLQY=37%)。所制备的白光LED器件色坐标达(0.23,0.24)，光效100 lm/W，色域覆盖132% NTSC标准，且展现出优异的长期稳定性。

这项研究的突破性在于：首次实现了PMSQ材料在10 nm尺度孔径的精确控制，解决了纳米功能材料宿主在机械强度、孔径尺寸和透明度三者难以兼顾的行业难题。特别是对钙钛矿量子点的成功封装，不仅显著提升了其环境稳定性，更为量子点在显示技术中的实际应用开辟了新途径。研究团队提出的表面修饰策略和常压干燥工艺，为其他功能性多孔材料的开发提供了重要参考，在柔性光电、智能传感等领域具有广阔应用前景。