本發(fā)明涉及一種具有高亮度紅色機(jī)械發(fā)光的復(fù)合柔性材料，具體涉及一種可在摩擦力、拉力、壓力或撞擊力等機(jī)械作用下發(fā)出明亮紅色發(fā)光的復(fù)合柔性材料。

背景技術(shù)：

機(jī)械發(fā)光是指材料在外界機(jī)械作用（摩擦、擠壓、拉伸、撞擊等）刺激下所表現(xiàn)出來(lái)的一種發(fā)光現(xiàn)象。相比傳統(tǒng)的光致發(fā)光和電致發(fā)光材料，機(jī)械發(fā)光材料可以利用日常生活中無(wú)處不在的機(jī)械能作為激發(fā)源，避免了人工產(chǎn)生光電激發(fā)源的需求，可以作為新一代節(jié)能、環(huán)保和可持續(xù)的發(fā)光材料在照明、顯示和成像等領(lǐng)域應(yīng)用（參見：d.peng,b.chenandf.wang,chempluschem,2015,80,1209-1215）。

為了使機(jī)械發(fā)光粉體材料穩(wěn)固成型及重復(fù)使用，將其與彈性體復(fù)合，使其表現(xiàn)出非破壞性彈性機(jī)械發(fā)光是實(shí)現(xiàn)機(jī)械發(fā)光材料應(yīng)用的必要途徑。根據(jù)所復(fù)合彈性結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，機(jī)械發(fā)光復(fù)合結(jié)構(gòu)可分為硬質(zhì)與柔性材料兩大類。由于人類日常生活中接觸的機(jī)械行為通常伴隨著較低作用力，因此，開發(fā)可低載荷驅(qū)動(dòng)的機(jī)械發(fā)光復(fù)合柔性材料更具實(shí)際價(jià)值（參見：s.m.jeong,s.song,s.-k.leeandb.choi,appliedphysicsletters,2013,102,051110;x.wang,h.zhang,r.yu,l.dong,d.peng,a.zhang,y.zhang,h.liu,c.panandz.l.wang,advancedmaterials,2015,27,2324-2331;）。

目前已報(bào)道的機(jī)械發(fā)光復(fù)合柔性材料中的機(jī)械發(fā)光組分均選用mn²⁺和cu²⁺摻雜硫化鋅材料，柔性基體為聚二甲基硅氧烷和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。通過(guò)對(duì)摻雜金屬離子濃度的調(diào)節(jié)，該復(fù)合柔性材料可以發(fā)射出橙色、綠色和藍(lán)色機(jī)械發(fā)光（參見：s.m.jeong,s.song,s.-k.leeandn.y.ha,advancedmaterials,2013,25,6194-6200;l.chen,m.-c.wong,g.bai,w.jieandj.hao,nanoenergy,2015,14,372-381）。然而，硫化鋅材料的合成會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，且該類機(jī)械發(fā)光柔性材料的發(fā)光強(qiáng)度較低，發(fā)光顏色較為單調(diào)，典型為缺少三基色之一的紅色發(fā)光。由于紅光具有很強(qiáng)的穿透能力，在生物、醫(yī)療以及照明和警示等領(lǐng)域非常重要，因此，迫切需要開發(fā)合成過(guò)程環(huán)保、具有高亮度紅色機(jī)械發(fā)光的復(fù)合柔性材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有機(jī)械發(fā)光柔性材料合成過(guò)程中的硫源污染和發(fā)光單調(diào)問(wèn)題，提供一種高亮度紅色機(jī)械發(fā)光復(fù)合柔性材料。

本發(fā)明以機(jī)械發(fā)光粉體為發(fā)光組分，以聚二甲基硅氧烷為基體，制備得到復(fù)合柔性材料。

一種高亮度紅色機(jī)械發(fā)光柔性材料，其特征在于該材料通過(guò)以下步驟來(lái)制備：

1）機(jī)械發(fā)光粉體的制備

將a3-xeuxal2o6按化學(xué)計(jì)量比稱取，其中a為ca、sr、ba中的一種，x的取值范圍為：0≤x≤0.30，并加入助溶劑硼酸，研細(xì)混勻；在空氣條件下，放入高溫馬弗爐中煅燒，獲得機(jī)械發(fā)光粉體；所述煅燒溫度為1200-1400℃，煅燒時(shí)間為2-8小時(shí)；

2）機(jī)械發(fā)光粉體與聚二甲基硅氧烷的復(fù)合

將步驟1中制備得到的機(jī)械發(fā)光粉體與聚二甲基硅氧烷混合均勻，在40~70℃下固化，得到機(jī)械發(fā)光復(fù)合柔性材料。

在步驟2）中，所述的機(jī)械發(fā)光粉體和聚二甲基硅氧烷的質(zhì)量比為1:2~1:10。

本發(fā)明是一種合成過(guò)程環(huán)保的氧化物基紅色機(jī)械發(fā)光粉體a3-xeuxal2o6，其中a為ca、sr、ba中的至少一種，x的取值范圍為：0≤x≤0.30，將該材料摻入聚二甲基硅氧烷，制成復(fù)合柔性材料，其在手動(dòng)拉伸、擠壓、表面刮劃等機(jī)械作用下獲得了明亮的紅色發(fā)光。

本發(fā)明提供了一種高亮度的紅色機(jī)械發(fā)光復(fù)合柔性材料，其合成過(guò)程避免了以往使用污染性硫源問(wèn)題，當(dāng)對(duì)該材料表面進(jìn)行摩擦或拉伸試驗(yàn)時(shí)，可以獲得明亮的紅色發(fā)光（見圖2和圖3），彌補(bǔ)了機(jī)械發(fā)光柔性材料缺乏紅光的空白，且其物理化學(xué)性能穩(wěn)定、合成方法簡(jiǎn)單、成本低廉。

附圖說(shuō)明

圖1為制備的機(jī)械發(fā)光粉體的x射線衍射圖。

圖2為制備的機(jī)械發(fā)光復(fù)合柔性材料的在表面摩擦作用下的發(fā)射光譜及照片。

圖3為制備的機(jī)械發(fā)光復(fù)合柔性材料的光致發(fā)光光譜和拉伸發(fā)光光譜及其所對(duì)應(yīng)照片。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：sr2.76eu0.24al2o6基機(jī)械發(fā)光柔性材料的制備

稱取srco3（分析純）2.0373克、al2o3（分析純）0.5100克、eu2o3（4n）0.0704克、h3bo3（分析純）0.0500克，研細(xì)混勻，并于空氣氣氛下進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為1400℃，保溫時(shí)間為4小時(shí)，最后得到sr2.76eu0.24al2o6機(jī)械發(fā)光粉體。稱取1g上述sr2.76eu0.24al2o6粉末，加到6g聚二甲基硅氧烷中，攪拌后并于60℃保溫3個(gè)小時(shí)，得到紅色機(jī)械發(fā)光復(fù)合柔性材料。

實(shí)施例2：ca2.76eu0.24al2o6基機(jī)械發(fā)光柔性材料的制備

將實(shí)施例1中的“srco3（分析純）2.0373克”換成“caco3（分析純）1.3812克”，制備的其它條件同實(shí)施例1，得到類似于實(shí)施例1的產(chǎn)物。

實(shí)施例3：ba2.76eu0.24al2o6基機(jī)械發(fā)光柔性材料的制備

將實(shí)施例1中的“srco3（分析純）2.0373克”換成“baco3（分析純）2.7233克”，制備的其它條件同實(shí)施例1，得到類似于實(shí)施例1的產(chǎn)物。

實(shí)施例4：sr2.76eu0.24al2o6基機(jī)械發(fā)光柔性材料的制備

將實(shí)施例1中的“稱取1g上述sr2.76eu0.24al2o6粉末，加到6g聚二甲基硅氧烷中”換成“稱取1.5g上述sr2.76eu0.24al2o6粉末，加到6g聚二甲基硅氧烷中”，制備的其它條件同實(shí)施例1，得到類似于實(shí)施例1的產(chǎn)物。

實(shí)施例5：sr2.76eu0.24al2o6基機(jī)械發(fā)光柔性材料的制備

將實(shí)施例1中的“稱取1g上述sr2.76eu0.24al2o6粉末，加到6g聚二甲基硅氧烷中”換成“稱取0.75g上述sr2.76eu0.24al2o6粉末，加到6g聚二甲基硅氧烷中”，制備的其它條件同實(shí)施例1，得到類似于實(shí)施例1的產(chǎn)物。

實(shí)施例6：sr2.76eu0.24al2o6基機(jī)械發(fā)光柔性材料的制備

將實(shí)施例1中的“并于60℃保溫3個(gè)小時(shí)”換成“并于50℃保溫3個(gè)小時(shí)”，制備的其它條件同實(shí)施例1，得到類似于實(shí)施例1的產(chǎn)物。

實(shí)施例7：sr2.76eu0.24al2o6基機(jī)械發(fā)光柔性材料的制備

將實(shí)施例1中的“并于60℃保溫3個(gè)小時(shí)”換成“并于70℃保溫3個(gè)小時(shí)”，制備的其它條件同實(shí)施例1，得到類似于實(shí)施例1的產(chǎn)物。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種高亮度紅色機(jī)械發(fā)光柔性材料。本發(fā)明以機(jī)械發(fā)光粉體為發(fā)光組分，以聚二甲基硅氧烷為基體，制備得到復(fù)合柔性材料。該材料在其合成過(guò)程避免了以往使用污染性硫源問(wèn)題，當(dāng)對(duì)該材料表面進(jìn)行摩擦或拉伸試驗(yàn)時(shí)，可以獲得明亮的紅色發(fā)光，彌補(bǔ)了機(jī)械發(fā)光柔性材料缺乏紅光的空白，且其物理化學(xué)性能穩(wěn)定、合成方法簡(jiǎn)單、成本低廉。

技術(shù)研發(fā)人員：王趙鋒;吳晨;王福
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.01
技術(shù)公布日：2017.11.07