Ett forskarlag samarbetade för att identifiera principen för ett miljövänligt energibaserat mjukt mekanoluminescerande komplex som avger ljus utan batterier. Det förväntas användas inom olika områden, såsom optiska sensorer, konstgjord hud och displayer. I teamet ingår Dr. Jeong Soon-moon, Dr. Lim Sung-jun (Division of Nanotechnology) och Prof. Kim Young-hoon (Institutionen för tillämpad kemi, Kookmin University).
Resultaten publiceras i tidskriften Small .
Mekanoluminescerande material är ett material som avger ljus som svar på tryck eller mekanisk påfrestning. När ljusemission utlöses i konventionella mekanoluminiscerande material måste betydande tryck appliceras, och ytterligare bearbetning, såsom strömförsörjning med ultraviolett eller blått ljus, krävs för upprepad emission.
2013 rapporterade forskargruppen till det akademiska samfundet ett komplex baserat på transparent silikongummi och ett självlysande material som genererar mjuk men stark mekanoluminescens. I synnerhet kan det mjuka mekanoluminiscerande komplexet avge starkt ljus även under lätt tryck eller mekanisk påfrestning, och det kan generera ljus kontinuerligt utan förbearbetning, vilket möjliggör dess användning inom olika industriella områden.
Under det senaste decenniet har ansträngningar gjorts av den akademiska världen för att införliva komplexet i olika applikationer, men källan till ljusemission har inte identifierats tydligt, vilket begränsar utvecklingen av nya material och applikationstekniker.
Forskargruppen utförde olika analyser av fosforn för att avslöja principen för det mjuka mekanoluminescerande komplexet. De observerade att fosforn uppvisade stark mekanoluminescens när den belades med amorf aluminiumoxid externt. Aluminiumoxiden visade sig generera stark elektricitet genom friktion med det flexibla transparenta silikongummit, och elektriciteten visade sig aktivera zinksulfid självlysande partiklar.
I sina experiment använde forskargruppen kiseloxid, magnesiumoxidbeläggning och polyuretanpolymer för att kontrollera omfattningen av triboelektricitet. Följaktligen visade sig storleken på triboelektricitet vara relaterad till ljusstyrkan hos mekanoluminescens, vilket verifierades via experiment och simuleringar. Baserat på upptäckten föreslog teamet en ny gränssnitts triboelektricitetsbaserad växelströmselektroluminescensmodell för att identifiera mekanoluminescensfenomenet.
"Det är mycket viktigt att vi har slutfört det slutgiltiga principbeviset för våra tidigare publicerade resultat", säger Dr. Jeong Soon-moon på avdelningen för energi- och miljöteknik.
"Vi hoppas att detta kommer att möjliggöra utvecklingen av ljusare mekanoluminescenskomplex som kräver mindre kraft, och i slutändan bidrar till expansionen av fältet genom att skapa nya tillämpningar av mekanoluminescens."
Mer information: Gyudong Lee et al., Interfacial Triboelectricity Lights Up Phosphor-Polymer Elastic Composites:Unraveling the Mechanism of Mechanoluminescence in Zink Sulfide Microparticle-Embedded Polydimethylsiloxane Films, Small (2024). DOI:10.1002/smll.202307089
Journalinformation: Liten
Tillhandahålls av DGIST (Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology)
