摩擦起電誘導電致發(fā)光（TIEL）是一種新型的發(fā)光材料，它依賴于摩擦起電和電致發(fā)光耦合，通過極其柔和的機械作用將動態(tài)運動轉(zhuǎn)換為發(fā)光信號。與傳統(tǒng)力致發(fā)光相比，TIEL以其顯著的優(yōu)勢，諸如低應力閾值、高應力響應度和無損特性等廣泛應用于實時感測、防偽、自供電照明以及人機交互顯示。

在利用TIEL器件實現(xiàn)人眼直接觀測的空間壓力映射方面，物理科學與技術學院柔性光電薄膜與器件團隊蘇麗博士等人在成功實現(xiàn)TIEL寬譜顏色操控基礎上開發(fā)了新型自驅(qū)動可視化柔性壓力傳感器，它能夠通過不同顏色的TIEL響應外界機械應力變化，探測范圍可涵蓋整個人類日常活動。進而將其與TENG陣列集復合構(gòu)成多功能壓力傳感，可用于運動監(jiān)控、實時多點觸摸感應和人眼可視的空間壓力分布。此研究結(jié)果為未來實時壓力映射傳感系統(tǒng)開發(fā)提供了新思路，相關工作近期以河北大學為第一單位發(fā)表在Nano Energy79105431 (2020)上。

此前，蘇麗博士通過構(gòu)建具有發(fā)光層和起電層的多層材料，利用在風振顫效應驅(qū)動下引發(fā)摩擦電荷產(chǎn)生交變電勢，進而在發(fā)光層產(chǎn)生電致發(fā)光的原理，首次展示了基于風力驅(qū)動TIEL風速傳感器。在此基礎上，引入鈣鈦礦太陽能電池相集成，使其在可變風速下將各種TIEL強度轉(zhuǎn)換為實時電信號。這種新型風速傳感器具有較低的檢測極限，出色的響應度以及快速響應時間。相關工作以河北大學為第一單位發(fā)表在Advanced Science61901980 (2019)上。

圖1 基于TIEL的自驅(qū)動柔性壓力變色傳感器 圖2 基于TIEL的風速探測器

《Nano Energy》（IF=16.602）和《Advanced Science》（IF=15.08）均為國際著名學術期刊。以上工作得到了光學工程一流學科建設經(jīng)費、國家自然科學基金青年項目和河北大學高層次引進人才項目的資助。

論文鏈接：

1.https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2020.105431

2.https://doi.org/10.1002/advs.201901980

3.https://doi.org/10.1039/c9tc00418a

（物理科學與技術學院、科學技術處供稿）