科學家在自恢復摩擦/力致發光研究方面獲進展

　　【儀表網 研發快訊】摩擦/力致發光材料能將機械力學信號直接轉化成光信號，在結構健康監測、生物力學傳感、人工智能、人機交互等領域具有應用價值。然而，現有摩擦/力致發光材料普遍存在難以自恢復、重復性差以及易受環境干擾等問題，限制了其實際應用。
 

　　中國科學院蘭州化學物理研究所研究員王趙鋒團隊長期從事摩擦/力致發光機理、性能調控及器件研究。此前，研究人員針對普遍存在的非陷阱、非壓電型摩擦/力致發光，提出了界面摩擦電場誘導電子轟擊發光模型；基于該模型，進一步發展出多種無需預充能的自恢復摩擦/力致發光材料，創制出可由機械力學充能的長壽命摩擦/力致發光材料。
 

　　近日，該團隊研究人員等發展出基于界面摩擦電場誘導電子轟擊發光模型的稀土摻雜磷酸鹽基摩擦/力致發光復合材料(Ca6BaP4O17:Ce3+/PDMS)。無需預充能，該材料在機械力學的刺激下可直接展現出明亮的藍色摩擦/力致發光。
 

　　相較于已報道的自恢復摩擦/力致發光體系，Ca6BaP4O17:Ce3+/PDMS材料進一步克服摩擦/力致發光的重復性和穩定性不足的問題。在10Hz連續拉伸條件下，該材料可持續展現出近1000次肉眼可見的藍色發光。Ca6BaP4O17:Ce3+/PDMS復合材料在298-473K溫度范圍內展現出較好的熱穩定性能。Ca6BaP4O17:Ce3+/PDMS材料的摩擦/力致發光性能主要得益于Ca6BaP4O17:Ce3+獨特的晶體結構和電子結構以及PDMS較強的電子吸附能力，二者在界面摩擦時的協同效應使得界面摩擦電場誘導電子轟擊發光過程更加有效。此外，在自恢復、可重復、熱穩定摩擦/力致發光性能開發基礎上，該工作進一步開展了Ca6BaP4O17:Ce3+/PDMS材料在雙模式信息存儲和智能光子皮膚方面的應用展示。
 

　　該研究為摩擦/力致發光的性能設計與調控、新材料開發提供了新的研究思路，對于摩擦/力致發光材料的發展及實際應用具有指導意義。
 

　　相關研究成果以Self-Recoverable,Highly Repeatable,and Thermally Stable Mechanoluminescence for Dual-Mode Information Storage and Photonic Skin Applications為題，發表在《先進功能材料》(Advanced Functional Materials)上。研究工作得到國家自然科學基金、中國科學院戰略性先導科技專項、中國科學院區域發展青年學者項目等支持。