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力致发光现象及其应用研究进展

有机化学 2020年第11期40卷 3656-3671,M0007页

作者：常凯李倩倩李振武汉大学化学与分子科学学院索维奇国际分子科学研究中心武汉430072 天津大学分子聚集态科学研究院天津300072

近年来,力致发光作为一种独特的发光现象,发展迅速,在应力检测、防伪加密、新型光源、生物成像等方面展现出巨大的应用前景.随着人们对分子聚集态科学的关注,特别是对有机分子固态下的排列和堆积方式、分子间相互作用等方面的深入认识,... 详细信息

近年来,力致发光作为一种独特的发光现象,发展迅速,在应力检测、防伪加密、新型光源、生物成像等方面展现出巨大的应用前景.随着人们对分子聚集态科学的关注,特别是对有机分子固态下的排列和堆积方式、分子间相互作用等方面的深入认识,有机力致发光材料近几年发展迅速,并逐步实现多场景下的应用,从力致发光现象与机理出发,讨论了有机力致发光现象与分子聚集态的关系,简要介绍了力致发光的测试表征手段、施加应力大小与力致发光强度的关系和力致发光颜色等,着重介绍了目前力致发光的应用,并对力致发光材料进行了总结与展望.

关键词：力致发光机理分子聚集态应用

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力致发光材料机制:回顾、进展及挑战

硅酸盐学报 2022年第12期50卷 3147-3164页

作者：潘鑫庄逸熙梅乐夫解荣军中国地质大学(北京)材料科学与工程学院北京100083 厦门大学材料学院福建厦门361005

力致发光(ML)材料的发光机制涉及力、电、磁、光之间的能量转换和电子跃迁过程,是一个横跨多个学科的研究课题。目前,存在一些无法用已知理论解释的ML现象,这预示着其过程机理仍未被完全揭示。ML机制的尚不确切严重阻碍了力致发光材料... 详细信息

力致发光(ML)材料的发光机制涉及力、电、磁、光之间的能量转换和电子跃迁过程,是一个横跨多个学科的研究课题。目前,存在一些无法用已知理论解释的ML现象,这预示着其过程机理仍未被完全揭示。ML机制的尚不确切严重阻碍了力致发光材料的研发及其构效关系的建立,使研究人员为加快研发进程进一步提出开发和性能优化策略的目标遭遇瓶颈,成为其走向实际应用的“桎梏”。本文聚焦于ML的过程机制、回顾了已知机理模型和开发及优化策略,并试图为力致发光材料未来面临的挑战和研究方向提供一些观点,为力致发光材料的开发研制、性能改善及构效关系及机制的理解提供一些启示。

关键词：力致发光应力发光材料力致发光机理开发策略构效关系力致发光分类

BaSrGaO: Tb力致发光材料的制备及性能研究

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无机材料学报 2024年

作者：史瑞刘伟李林李欢张志军饶光辉赵景泰桂林电子科技大学机械工程学院桂林电子科技大学信息材料广西重点实验室桂林电子科技大学材料科学与工程学院

力致发光材料因其独特的机械能-光能转换方式使其在应力传感领域具有广泛的应用前景并有望成为新一代可视化应变传感材料，目前力致发光材料体系的拓展和性能的提高仍然是研究的重点。本研究采用BaSrGa4O8基质(六方晶系，空间群为P63，... 详细信息

力致发光材料因其独特的机械能-光能转换方式使其在应力传感领域具有广泛的应用前景并有望成为新一代可视化应变传感材料，目前力致发光材料体系的拓展和性能的提高仍然是研究的重点。本研究采用BaSrGa4O8基质(六方晶系，空间群为P63，具有非中心对称结构)，通过高温固相法合成了系列Tb3+掺杂绿色力致发光荧光粉。材料在不同的力学激励下(拉伸、压缩、扭曲)都可以发出明亮的绿光。用玻璃棒在制备的力致发光弹性体上分别书写B、S、G、O、T、b，观察到清晰的笔记映射，通过对力致发光图像的颜色映射图进行分析，可追溯在书写笔记过程中的受力情况，这是首次在上述基质掺杂体系中观测到力致发光现象。在254 nm紫外激发下，BaSr1-xGa4O8: xTb3+荧光粉亦呈现明亮的发射波长为543 nm的绿色发光，归因于Tb3+的5D4-7F5跃迁，具有和力致发光同样的发光中心，去除紫外照射后样品仍显示出强烈的余辉发光，通过力致发光、光致发光、长余辉发光结合热释光分析，进一步阐明了三者之间的内在联系。本研究拓宽了高性能力致发光材料的范围，材料展现出可视化应力传感、信息安全防伪等领域潜在的应用前景。

关键词：力致发光长余辉发光应力传感

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力致发光光纤及其应用研究进展

激光与光电子学进展 2023年第13期60卷 101-110页

作者：陈梦佳陈福广陈智龚梅琳刘小峰马志军浙江大学材料科学与工程学院浙江杭州310012 之江实验室智能感知研究院类人感知研究中心浙江杭州311121 暨南大学珠海校区学科建设与研究生管理办公室广东珠海519070

近年来,力致发光材料以其独特的发光方式,吸引了越来越多研究者的关注。特别是弹性力致发光材料,具有机械力-光转换效率高、发光阈值低且具有可恢复性等优异性能,在应力探测、自驱动传感、生物健康监测、智能可穿戴等领域显示出了巨大... 详细信息

近年来,力致发光材料以其独特的发光方式,吸引了越来越多研究者的关注。特别是弹性力致发光材料,具有机械力-光转换效率高、发光阈值低且具有可恢复性等优异性能,在应力探测、自驱动传感、生物健康监测、智能可穿戴等领域显示出了巨大的应用前景。力致发光光纤结合了力致发光性能和光纤的波导特性以及尺寸小、质量轻、结构灵活、集成能力强等优点。相比于块体或薄膜材料,光纤的一维结构特点可更加有效地将应力和应变转换为力致发光,实现对应力和应变的高效传感。此外,力致发光光纤还可以利用其波导特点实现力致发光信号的收集和传输,从而进一步拓展传感应用的范围和效果。首先简单介绍了力致发光材料种类、特点和力致发光原理,在此基础上对力致发光光纤的类型、制备方法和潜在应用探索进行了简单的综述,并对力致发光光纤的未来发展进行了展望。

关键词：力致发光力光转换应力传感光纤

硫化锌基力致发光粉体的制备及其发光性能探究

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化工新型材料 2023年第3期51卷 115-120,126页

作者：郭素文王玥侯成义上海洞舟实业有限公司上海201619 东华大学纤维材料改性国家重点实验室上海201620

通过对ZnS中Cu的掺杂浓度、反应温度以及退火方式进行调控,得到最佳制备工艺参数(Cu掺杂浓度为0.15%,煅烧温度为1150℃,采用骤冷方式退火)。之后,采用非均匀成核法对高温制备出的ZnS∶Cu力致发光粉表面包覆Al_(2)O_(3),选用Al_(2)(SO_(4... 详细信息

通过对ZnS中Cu的掺杂浓度、反应温度以及退火方式进行调控,得到最佳制备工艺参数(Cu掺杂浓度为0.15%,煅烧温度为1150℃,采用骤冷方式退火)。之后,采用非均匀成核法对高温制备出的ZnS∶Cu力致发光粉表面包覆Al_(2)O_(3),选用Al_(2)(SO_(4))_(3)溶液作为包覆原料,与ZnS∶Cu力致发光粉在水系条件下进行反应,得到具有最佳力致发光的包覆量(15%)。各种粉体的力致发光表征是通过与PDMS复合制备成弹性体测得。经过以上实验,最终得到力致发光效果最佳的ZnS∶Cu@Al_(2)O_(3)粉体。

关键词：力致发光硫化锌基弹性体

ZrO:Ti/PDMS复合弹性材料的制备及其力致余辉发光性能

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硅酸盐学报 2022年

作者：谷艳林品成张峻恺姚凯文王文祥王鸣宇张加驰兰州大学材料与能源学院

本工作基于高温固相法制备的ZrO:Ti荧光粉和PDMS硅橡胶，获得了一种新型力致余辉发光复合弹性材料，并通过XRD、扫描电子显微镜、光谱技术等对荧光粉及弹性体的结构、发光和陷阱性能进行了针对性的表征。结果表明：ZrO属于单斜晶系，空... 详细信息

本工作基于高温固相法制备的ZrO:Ti荧光粉和PDMS硅橡胶，获得了一种新型力致余辉发光复合弹性材料，并通过XRD、扫描电子显微镜、光谱技术等对荧光粉及弹性体的结构、发光和陷阱性能进行了针对性的表征。结果表明：ZrO属于单斜晶系，空间群P21/c (No.14)，为中心对称结构，力致发光与常见的压电发光无关，基质的带隙大约为5.01 eV，宽度较大，有利于发光能级的辐照跃迁，均匀掺入Ti作为发光中心后，具有Ti特征发射e→t的青色的光致及余辉发光，确定了最强发射时Ti的掺杂浓度为0.10%,ZrO:Ti荧光粉与PDMS复合制备的弹性材料在通过254 nm的紫外灯辐照蓄能后，可在刮划、撕扯、按压、弯折和拉伸等外力刺激下发出明亮的青色力致发光，并能在裸眼视觉下持续数秒时间，该力致余辉现象力光线性依赖且辐照可重复，在应力可视化、力光传感、工程探测和人造皮肤等领域展现出良好的应用潜力和发展前景，提出了一种可能的摩擦电引发陷阱载流子激励力致余辉发光的机理。

关键词：力致发光余辉发光接触电压电复合弹性材料

四苯乙烯衍生物在有机力致发光材料中的研究进展

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化工新型材料 2022年第12期50卷 1-5页

作者：张继东张沛胡文强黄少华李杰刘喜喜安康学院化学化工学院新型材料研究中心陕西省富硒食品质量监督检验中心安康725000 陕西科技大学化学与化工学院教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室西安710021

聚集诱导发光特性解决了传统有机分子在固态或高浓度状态荧光淬灭问题,从而扩展了荧光材料的应用范围。近年来,四苯乙烯及其衍生物作为经典聚集诱导分子被广泛用于材料科学和生物医学领域。有机力致发光材料作为一种独特的发光现象已在... 详细信息

聚集诱导发光特性解决了传统有机分子在固态或高浓度状态荧光淬灭问题,从而扩展了荧光材料的应用范围。近年来,四苯乙烯及其衍生物作为经典聚集诱导分子被广泛用于材料科学和生物医学领域。有机力致发光材料作为一种独特的发光现象已在生物成像、防伪加密和新型光源等领域被广泛研究。聚集诱导效应和力致荧光响应模式结合,增强了材料的机械力致特性,并为其在刺激响应性材料、智能开关等方面提供了新思路。总结了近年来四苯乙烯衍生物在有机力致发光材料中的研究进展,并展望了其发展趋势。

关键词：四苯乙烯力致发光聚集诱导发光分子聚集态

超声波辅助共沉淀法合成铕/镝共掺铝酸锶荧光粉及其力致发光性能

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硅酸盐学报 2021年第12期49卷 2606-2614页

作者：吕海涛王燕民潘志东朱坤华南理工大学材料科学与工程学院广州510640 贵州民族大学材料科学与工程学院贵阳550025

采用超声波辅助化学共沉淀法制备前驱体,并在煅烧温度1200℃和保温时间3 h条件下,合成了Sr_(0.95)Al_(2)O_(4):0.02Eu^(2+),0.03Dy^(3+)荧光粉。采用激光粒度仪、比表面积仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、等离子体发射光谱仪和光分光... 详细信息

采用超声波辅助化学共沉淀法制备前驱体,并在煅烧温度1200℃和保温时间3 h条件下,合成了Sr_(0.95)Al_(2)O_(4):0.02Eu^(2+),0.03Dy^(3+)荧光粉。采用激光粒度仪、比表面积仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、等离子体发射光谱仪和光分光光度计分析了超声波辅助时间对共沉淀法所合成前驱体以及经煅烧后荧光粉的品质和光致/力致发光性能的影响。结果表明:在共沉淀合成过程中,采用超声波辅助手段可改善所合成荧光粉产品中晶体结晶度和增加荧光粉晶体结构中Eu^(2+)/Dy^(3+)离子的实际掺入量。与未经超声波辅助所合成的样品相比,经超声波辅助所合成荧光粉的光致发光强度和经冲击激发的力致发光强度可分别提高45.67%和148.73%,这主要归因于荧光粉中晶体结晶度的改善以及Eu^(2+)/Dy^(3+)的实际掺入量增加所致。此外,还探讨了超声波辅助对改善所合成荧光粉的力致发光性能的影响机制。

关键词：超声波共沉淀法铝酸锶力致发光

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力致发光材料的研究进展与应用

光源与照明 2022年第5期 58-61页

作者：边静宇周金水张瑞君郭素文上海科润光电技术有限公司上海201100 上海洞舟实业有限公司上海201619

力致发光材料研究的重大进展为基础研究和技术应用带来了新的机遇。为了启发和指导这一领域的进一步发展,文章系统地回顾了新兴的力致发光材料及其前沿应用。新兴的主体材料已被确定为可以产生明亮的力致发光,并具有有意控制的发射特性... 详细信息

力致发光材料研究的重大进展为基础研究和技术应用带来了新的机遇。为了启发和指导这一领域的进一步发展,文章系统地回顾了新兴的力致发光材料及其前沿应用。新兴的主体材料已被确定为可以产生明亮的力致发光,并具有有意控制的发射特性。文章分析了这些材料中的结构和性质的关系,还讨论了通过精确控制力致发光材料及周围环境的相互作用,将力致发光转化为各种尖端器件应用的创新方法。

关键词：力致发光压电自供电