Stress-Lumineszenzmaterialien können mechanische Energie unter mechanischer Stimulation direkt in Photonenausstrahlung umwandeln. In den letzten Jahren haben sie ein wichtiges Anwendungspotenzial in fortschrittlichen Bereichen wie Informationsfälschungsschutz, Stresssensorik, elektronische Haut und Strukturschadensdetektion gezeigt. Derzeit sind selbstheilende Stress-Lumineszenzmaterialsysteme ohne Voraufladung noch relativ selten, und die Art der dotierenden Ionen, die das Gitter der Matrix aufnehmen kann, ist begrenzt, was zu wissenschaftlichen Problemen wie einem einheitlichen Emissionsmechanismus, festen Ausgabefarben und unzureichendem Spektralbereich führt. Basierend darauf entwickelte diese Studie erfolgreich eine neue Art von stresslumineszenten Boratmaterialien (ScBO₃), das durch Einführung verschiedener Leuchtzentren wie Seltene-Erden-Ionen, Übergangsmetall-Ionen und Metall-Ionen selbstheilende stresslumineszente Eigenschaften von Ultraviolett bis Nahinfrarot in einem einzigen Material realisieren kann. Am typischen Beispiel ScBO₃: Tb³⁺ wurden seine Kristallstruktur, Mikromorphologie, Lumineszenzleistung und selbstheilender Lumineszenzmechanismus mittels einer Reihe von Struktur- und optischen Charakterisierungsmethoden systematisch untersucht. Die Studie zeigte, dass das Material unter zyklischer Reibungsstimulation eine starke grüne Stress-Lumineszenz ohne Voraufladung kontinuierlich erzeugen kann und eine hervorragende Zyklusstabilität aufweist. Die Mechanismusuntersuchung ergab, dass dieser selbstheilende Stresslumineszenzmechanismus nicht mit dem Nachleuchtprozess zusammenhängt, sondern hauptsächlich auf den lokalen piezoelektrischen Effekt innerhalb des dotierten Kristalls zurückzuführen ist. In Kombination mit dem breiten stresslumineszenten Spektrum und den multi-stimulierenden Eigenschaften dieses Systems wurde in dieser Studie erfolgreich eine flexible optische Folie zur Informationsverschlüsselung entwickelt und ihr Potenzial im Bereich der Handschriftenerkennung bestätigt, wodurch neue Forschungsansätze für fortschrittliche Anwendungen von Stress-Lumineszenzmaterialien geboten werden.

Stress-Lumineszenz;Seltene-Erden-Lumineszenzmaterialien;Phosphor;Selbstheilung