长寿命摩擦/力致发光材料取得新进展

中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室王赵锋研究员团队研制出一种自充能、长寿命摩擦/力致发光材料——Sr3Al2O5Cl2:Dy3+/PDMS(SAOCD/PDMS)，该材料在摩擦学、力学的刺激下，无需预辐照即可产生明亮的长寿命摩擦/力致发光，有效地避免了此前材料在使用时的预辐照需求，极大提升了长寿命摩擦/力致发光材料的应用便利性。

为揭示SAOCD/PDMS的自充能、长寿命摩擦/力致发光原理，研究人员进一步分析了材料的热释光、阴极射线发光、摩擦电性能及发光的基体效应。结果表明，界面摩擦电场诱导电子轰击物理过程是SAOCD/PDMS产生自充能、长寿命摩擦/力致发光的关键。在机械刺激下，SAOCD颗粒与PDMS链间产生界面摩擦电作用，使得电子从SAOCD迁移到PDMS。之后，在界面摩擦电场的作用下，PDMS上的电子加速轰击SAOCD，引起SAOCD内部电子从价带跃迁到导带。跃迁至导带的电子一部分转移至Dy3+的特征能级，产生自激活摩擦/力致发光，另一部分电子被结构中陷阱(主要是浅陷阱)所捕获，该过程即为自充能。在机械刺激后，这些自充能电子在室温下将会自发转移至导带和Dy3+的特征能级，从而产生独特的自充能、长寿命摩擦/力致发光现象。

自充能、长寿命摩擦/力致发光的发现，克服了传统长寿命摩擦/力致发光材料对预辐照的需求，其在持续力学显示和成像方面具有重要的应用价值。

(来源：中国科学院兰州化学物理研究所)