钙钛矿量子点（QDs）因其可调带隙、高色纯度和低成本制备成为下一代显示技术的革命性材料，但其户外应用仍面临稳定性差、耐候性不足和多色集成困难等挑战。

本研究中南大学银恺等人提出一种基于飞秒激光直写（FsLDW）的仿生“原子-纳米-微米”制备策略，通过瞬态激光热力学调制与表面微纳结构工程的协同作用，在聚偏氟乙烯（PVDF）基底上同步构建双功能结构。上层通过激光烧蚀形成荷叶启发的超疏水表面（接触角>161°，滑动角<3°），赋予自清洁和抗水侵蚀能力；下层利用PVDF的低热导率调控局部热环境，驱动CsPbX₃（X = Cl/Br/I）QDs的定向结晶并原位调控卤素组成，实现单步飞秒激光图案化的全光谱发射（475–690 nm）和高分辨率图案（~20 μm）。

所得薄膜在模拟户外环境测试后仍保持90%以上的初始发光强度，并展现优异的雨水自清洁特性。该策略为开发兼具高稳定性、柔性、全彩显示和耐候性的钙钛矿发光器件提供了创新解决方案。

研究亮点

  1. 仿生双功能结构设计：

  • 上层：激光构建微纳分级超疏水层（接触角>161°），实现自清洁与抗水侵蚀。

  • 下层：PVDF低热导率调控温和结晶环境，同步实现CsPbX₃ QDs定向生长与卤素原位调控。

单步全彩图案化突破：
通过飞秒激光功率精确调控，单次加工实现蓝-绿-红全光谱发射（475–690 nm）和20 μm高分辨率图案，解决传统多色显示需多次印刷的难题。

超强环境稳定性：
薄膜在300天水/空气暴露后保持>90%发光强度，并通过雨水自清洁有效抵抗污染物覆盖，为户外显示提供耐用解决方案。

Femtosecond Laser Atomic–Nano–Micro Fabrication of Biomimetic Perovskite Quantum Dots Films toward Durable Multicolor Display

Jianqiang Xiao, Kai Yin, Lingxiao Wang, Jiaqing Pei, Xinghao Song, Yin Huang, Jun He, and Ji-An Duan

ACS Nano Article ASAP

DOI: 10.1021/acsnano.5c06945

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c06945

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