摩擦起電誘導(dǎo)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(yīng)力閾值、高應(yīng)力響應(yīng)度和無損特性等廣泛應(yīng)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(xué)與技術(shù)學(xué)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(chǔ)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(yīng)外界機械應(yīng)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(fù)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(yīng)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(guān)工作近期以河北大學(xué)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(fēng)振顫效應(yīng)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(fēng)力驅(qū)動TIEL風(fēng)速傳感器。在此基礎(chǔ)上，引入鈣鈦礦太陽能電池相集成，使其在可變風(fēng)速下將各種TIEL強度轉(zhuǎn)換為實時電信號。這種新型風(fēng)速傳感器具有較低的檢測極限，出色的響應(yīng)度以及快速響應(yīng)時間。相關(guān)工作以河北大學(xué)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(fēng)速探測器

《Nano Energy》（IF=16.602）和《Advanced Science》（IF=15.08）均為國際著名學(xué)術(shù)期刊。以上工作得到了光學(xué)工程一流學(xué)科建設(shè)經(jīng)費、國家自然科學(xué)基金青年項目和河北大學(xué)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(xué)與技術(shù)學(xué)院、科學(xué)技術(shù)處供稿）