【仪表网 研发快讯】近日，材料科学与工程学院梁延杰教授课题组在自恢复近红外力致发光弹性体材料研究领域取得新进展。相关研究结果以“Beyond the Cr3+Paradigm: Bi2+-Enabled Robust and Self-Recoverable Near-Infrared Mechanoluminescence for Mechanically Adaptive Optoelectronics”为题发表在材料科学顶刊Advanced Materials(中科院1区Top期刊，IF: 26.8)。材料科学与工程学院博士研究生吕旭龙为论文第一作者，山东大学为第一通讯作者单位，梁延杰教授为通讯作者。
近红外力致发光材料在可穿戴电子、柔性传感、人机交互、结构健康监测和生物医学成像等领域具有重要应用潜力。然而，当前近红外力致发光材料几乎主要依赖Cr3+掺杂体系，其发光通常依赖刚性无机晶体中的压电场驱动机制。当这类材料被引入PDMS等柔性聚合物基体后，往往面临发光强度快速衰减、循环稳定性不足和柔性适配性差等问题，严重限制了其在柔性光电子器件中的实际应用。
研究团队突破传统Cr3+近红外发光中心的限制，选取Bi2+离子作为新型近红外发光中心，成功构筑了Sr3(BO3)2:Bi2+/PDMS无铬近红外力致发光弹性体(图1)。该材料在拉伸、弯曲、摩擦等多种机械刺激下，均可产生强烈的宽带近红外发光(发射峰位于815 nm)，展现出优异的自供能近红外力致发光性能。与代表性Cr3+基柔性近红外力致发光材料相比，其初始发光强度提高超过2.2倍，且表现出显著增强的循环稳定性和自恢复性。在40%拉伸应变条件下，材料经10000次连续拉伸循环后仍可检测到近红外力致发光信号。此外，连续机械刺激停止后，材料仅需室温静置即可实现近红外力致发光性能的自恢复。通过深入的理论和实验分析，本研究揭示了该体系的近红外力致发光机理。最后，本研究展示了该弹性体材料在生物成像和光通信领域的潜在应用前景。
梁延杰课题组长期从事功能光学材料与集成器件方面的相关研究工作，目前已在Light: Science & Applications、Advanced Materials、Physical Review Letters、Advanced Functional Materials、Advanced Optical Materials等材料物理和材料化学领域学术期刊发表研究论文80余篇。相关研究工作得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金、广东省自然科学基金、山东大学齐鲁青年学者和济南市“新高校20条”等项目支持。
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