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(guò)極其柔和的機(jī)械作用將動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為發(fā)光信號(hào)。與傳統(tǒng)力致發(fā)光相比，TIEL以其顯著的優(yōu)勢(shì)，諸如低應(yīng)力閾值、高應(yīng)力響應(yīng)度和無(wú)損特性等廣泛應(yīng)用于實(shí)時(shí)感測(cè)、防偽、自供電照明以及人機(jī)交互顯示。

在利用TIEL器件實(shí)現(xiàn)人眼直接觀測(cè)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(tuán)隊(duì)蘇麗博士等人在成功實(shí)現(xiàn)TIEL寬譜顏色操控基礎(chǔ)上開發(fā)了新型自驅(qū)動(dòng)可視化柔性壓力傳感器，它能夠通過(guò)不同顏色的TIEL響應(yīng)外界機(jī)械應(yīng)力變化，探測(cè)范圍可涵蓋整個(gè)人類日常活動(dòng)。進(jìn)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(yùn)動(dòng)監(jiān)控、實(shí)時(shí)多點(diǎn)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(lái)實(shí)時(shí)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(guò)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(dòng)下引發(fā)摩擦電荷產(chǎn)生交變電勢(shì)，進(jìn)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(dòng)TIEL風(fēng)速傳感器。在此基礎(chǔ)上，引入鈣鈦礦太陽(yáng)能電池相集成，使其在可變風(fēng)速下將各種TIEL強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為實(shí)時(shí)電信號(hào)。這種新型風(fēng)速傳感器具有較低的檢測(cè)極限，出色的響應(yīng)度以及快速響應(yīng)時(shí)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(dòng)柔性壓力變色傳感器 圖2 基于TIEL的風(fēng)速探測(cè)器

《Nano Energy》（IF=16.602）和《Advanced Science》（IF=15.08）均為國(guó)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(fèi)、國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目和河北大學(xué)高層次引進(jìn)人才項(xiàng)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）