中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所固體潤滑國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王趙鋒研究員團(tuán)隊(duì)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(xué)、力學(xué)的刺激下，無需預(yù)輻照即可產(chǎn)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(shí)的預(yù)輻照需求，極大提升了長壽命摩擦/力致發(fā)光材料的應(yīng)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(jìn)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(yīng)。結(jié)果表明，界面摩擦電場誘導(dǎo)電子轟擊物理過程是SAOCD/PDMS產(chǎn)生自充能、長壽命摩擦/力致發(fā)光的關(guān)鍵。在機(jī)械刺激下，SAOCD顆粒與PDMS鏈間產(chǎn)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(nèi)部電子從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶。躍遷至導(dǎo)帶的電子一部分轉(zhuǎn)移至Dy3+的特征能級，產(chǎn)生自激活摩擦/力致發(fā)光，另一部分電子被結(jié)構(gòu)中陷阱(主要是淺陷阱)所捕獲，該過程即為自充能。在機(jī)械刺激后，這些自充能電子在室溫下將會自發(fā)轉(zhuǎn)移至導(dǎo)帶和Dy3+的特征能級，從而產(chǎn)生獨(dú)特的自充能、長壽命摩擦/力致發(fā)光現(xiàn)象。

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

(來源：中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所)