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  我國漁業經濟總產值約26000億元，其中淡水魚產量占世界總產量的60%以上。加工有鱗魚時會產生40%以上的下腳料，其中魚鱗占1~3%。研究表明，魚鱗中含有大量膠原蛋白，是一種天然明膠的來源。明膠具有良好的凝固性、成膜性和生物相容性等特點，可以廣泛應用于食品、醫藥和照相等行業。魚鱗被廢棄不僅浪費資源還污染了環境。如果能夠從魚鱗中提取魚明膠不僅可以促進魚鱗廢料的綜合利用而且在很多領域都有很好的應用前景。

  南京工業大學先進材料研究院的黃維院士、于海東和劉舉慶教授團隊從魚鱗廢料中提取出魚明膠制備成透明薄膜，研制出了高性能的魚明膠基底的柔性交流電致發光（ACEL）器件，如圖1所示。不僅充分發掘了魚鱗在新興柔性電子領域的獨特優勢，也為其他柔性電子器件的基底選擇提供了一條新思路。

圖1：由魚鱗制備ACEL器件的示意圖。

  利用魚明膠制得的透明薄膜具有優異的透光率和表面平整度。在可見光范圍內透光率高達91.1%、表面粗糙度低至0.5 nm，可以媲美商業化的PET薄膜。魚明膠薄膜還具有良好的柔韌性，不但可以隨意彎曲、扭轉，還能夠根據需要折疊成不同的形狀。魚明膠薄膜不怕有機溶劑腐蝕，在乙醇、丙酮、四氫呋喃、氯苯等有機溶劑中浸泡24 h后仍然能夠保持原來的形態。因此，魚明膠薄膜是交流電致發光器件、有機場效應晶體管、鈣鈦礦太陽能電池等柔性電子器件的理想基底材料。

  與傳統塑料基底相比，魚明膠薄膜還具有可循環使用、易降解、生物相容性好等優點。為了驗證魚明膠薄膜的可循環使用特性，我們將制備好的魚明膠薄膜在溫水中溶解，再將得到的魚明膠溶液倒入塑料培養皿中，干燥成型后可以得到全新的魚明膠薄膜。如此循環制取多次后，魚明膠薄膜的可見光的透光率仍然可以保持在~90%。此外，廢棄后的魚明膠薄膜可以在土壤中自行生物降解。實驗表明，埋入土壤的魚明膠薄膜可以在24天內完全降解，如圖2所示。

圖2：魚明膠薄膜的透光率、可循環利用特性和生物降解性能。

  將銀納米線（Ag NWs）沉積在魚明膠薄膜表面，制備出了基于魚明膠薄膜的柔性透明電極。該電極彎曲500次后其可見光透射率仍然高達82.3%，方阻可以低至22.4Ωsq^-1，具有優良的抗彎曲特性。將該薄膜電極與LED燈泡串聯后發現，把薄膜電極彎曲成不同程度時LED燈泡仍能持續發光，說明薄膜電極具有極好的導電穩定性，將其用于交流電致發光器件中可以確保穩定的電信號輸出。

  使用旋涂法在Ag NWs電極表面增涂發光層，并利用Ag NWs作為器件的頂電極，可以制備一種持續發光的柔性交流電致發光器件。由SEM橫截面圖可以看出（如圖3所示），整個器件是一個典型的三明治結構，功能層之間連接緊密。區別于傳統的單面發光器件，制備的這個柔性器件可以正反兩面發光。在300 V和400 Hz的條件下，發光強度高達56 cd m^-2。器件還具有優良的抗彎曲性能，連續彎曲1000次后其發光強度沒有明顯下降。將該器件浸泡于80 ℃熱水中，3分鐘內可以完全溶解，表明這是一款環保的光電產品。

圖3：基于魚明膠導電電極的交流電致發光器件結構及性能。

  該研究以Sustainable and Transparent Fish Gelatin Films for Flexible Electroluminescent Devices為題近日發表在ACS Nano 上, DOI: 10.1021/acsnano.9b09880。

  文章作者：Xiaopan Zhang（張曉盼）, Tengyang Ye（葉騰陽）,  Xianghao Meng（孟祥皓）, Zhihui Tian（田志輝）, Lihua Pang（龐麗華）, Yaojie Han（韓堯杰）, Hai Li（李海）, Gang Lu（呂剛）, Fei Xiu（修飛）, 通訊作者：Hai-Dong Yu（于海東）*， Juqing Liu（劉舉慶）*，Wei Huang（黃維）*。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsnano.9b09880