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基于多孔结构的力致发光增强

力致发光力致发光能够在材料发生接触、变形、摩擦等激励时将机械能转化为光能，这在光源、传感器、轨迹显示等领域有巨大的应用潜力^[1]。目前力致发光器件多通过包覆发光颗粒的PDMS等弹性基质变形将外界机械刺激传递给发光颗粒引起发光。由于基底为致密结构，内部发光难以显现，只有表层的发光起到作用，为此很有必要引入新型结构以增强发光强度。基于方糖制备多孔结构的消失模法简便易行^[2]，通过将PDMS和发光颗粒的混合物在已有的方糖模块中抽气去除气泡、恒温固化、溶解脱模、干燥等，即可得到含有丰富层间结构的多孔基底，其微观结构表明发光颗粒分布均匀，如图a-b所示。与致密结构相比，多孔结构发光大大增强，图c-e为新型多孔结构和常规致密结构的发光对比。定量探究发现光强与外界施载基本呈正相关，且施载之间的停顿时间与回复过程的发光光强密切相关。结合ZnS:Cu²⁺的相关发光机理^[1,3]，在力作用直接导致的发光之外，颗粒与柔性基底在应力作用下发生粒壁分离，接触-分离起电使发光颗粒电致发光。多孔结构利用内部孔洞结构显著增加起电量，增大激励强度和范围，同时多孔结构能更充分利用内部发光，提高发光利用率。