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  材料在摩擦等機械行爲刺激下所産生的發光現象被稱爲摩擦發光。由于摩擦發光直接建立了材料的受力行爲與發光信號之間的關聯,其在力學傳感等新一代高技術領域展現出了重要的研究和應用價值,近年來受到了研究人員的高度關注。盡管已被報道在工程材料內應力檢測、力學傳感、能量/信息存儲等領域具有重要的應用前景,摩擦發光材料受力後的瞬態發射行爲從根本上制約了它的實際應用。 

  最近,中國科學院兰州化学物理研究所王赵锋研究員团队与兰州大学张加驰副教授团队、美国康涅狄格大学Luyi Sun教授團隊合作,報道了兩種高性能的摩擦發光材料——YAG: Ce3+和BSSON: Eu2+,其中YAG: Ce3+在受摩擦等力學刺激後可表現出超強的黃色瞬態摩擦發光,而BSSON: Eu2+則表現出持續的綠色摩擦發光行爲,其受力後産生的摩擦發光現象可持續數十秒(圖1)。 

  

1 黃色瞬態摩擦發光材料YAG: Ce3+以及綠色持續摩擦發光材料BSSON: Eu2+ 

    研究人员巧妙地利用以上两种性能特异的摩擦发光材料,进一步设计开发出两种重要柔性器件:力学诱导三模式防伪器件,其防伪信息可在力学刺激下得到动态演变,极大地提升了当前防伪技术水平(圖2);全方面的移动触觉传感器,其不仅可以追踪表面移动物体的实时位置和运动轨迹,还可以准确感知物体与器件表面间的接触载荷,可应用于人工智能皮肤、人机交互等高端领域(圖3)。 

  2 力學誘導三模式動態防僞器件 

  3 可同時感知接觸位置、移動軌迹以及接觸載荷的移動觸覺傳感器 

  相關結果近期發表在皇家化學會(RSCMaterials Horizons期刊上(Materials Horizons, 2019, DOI: 10.1039/c9mh01028a),並被選爲內封面(Inside Front Cover)。 

  Materials Horizons旨在報道材料科學領域具有極高創新的研究工作,當前影響因子爲14.356。该論文的第一作者为兰州大学与兰州化物所联合培养硕士研究生马志栋,通讯作者为兰州化物所王赵锋研究員和兰州大学张加驰副教授。 

  以上工作得到了中國科學院人才计划、甘肃省自然科学基金、兰州化物所以及固体润滑国家重点实验室的支持。 

    

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