長壽命摩擦/力致發(fā)光材料取得新進展

中國科學院蘭州化學物理研究所固體潤滑國家重點實驗室王趙鋒研究員團隊研制出一種自充能、長壽命摩擦/力致發(fā)光材料——Sr3Al2O5Cl2:Dy3+/PDMS(SAOCD/PDMS)，該材料在摩擦學、力學的刺激下，無需預輻照即可產生明亮的長壽命摩擦/力致發(fā)光，有效地避免了此前材料在使用時的預輻照需求，極大提升了長壽命摩擦/力致發(fā)光材料的應用便利性。

為揭示SAOCD/PDMS的自充能、長壽命摩擦/力致發(fā)光原理，研究人員進一步分析了材料的熱釋光、陰極射線發(fā)光、摩擦電性能及發(fā)光的基體效應。結果表明，界面摩擦電場誘導電子轟擊物理過程是SAOCD/PDMS產生自充能、長壽命摩擦/力致發(fā)光的關鍵。在機械刺激下，SAOCD顆粒與PDMS鏈間產生界面摩擦電作用，使得電子從SAOCD遷移到PDMS。之后，在界面摩擦電場的作用下，PDMS上的電子加速轟擊SAOCD，引起SAOCD內部電子從價帶躍遷到導帶。躍遷至導帶的電子一部分轉移至Dy3+的特征能級，產生自激活摩擦/力致發(fā)光，另一部分電子被結構中陷阱(主要是淺陷阱)所捕獲，該過程即為自充能。在機械刺激后，這些自充能電子在室溫下將會自發(fā)轉移至導帶和Dy3+的特征能級，從而產生獨特的自充能、長壽命摩擦/力致發(fā)光現象。

自充能、長壽命摩擦/力致發(fā)光的發(fā)現，克服了傳統(tǒng)長壽命摩擦/力致發(fā)光材料對預輻照的需求，其在持續(xù)力學顯示和成像方面具有重要的應用價值。

(來源：中國科學院蘭州化學物理研究所)