Mechanolumineszenz-(ML-)Materialien sind in der Lage, mechanische Energie direkt in Lichtenergie umzuwandeln, was ihnen ein großes Anwendungspotenzial in den Bereichen dynamische Spannungssensorik, intelligente Fälschungsschutzsysteme und Mensch-Maschine-Interaktion verleiht. Derzeit beruhen hochleistungsfähige ML-Materialien hauptsächlich auf einem Fallensteuerungsmechanismus, der eine Vorbestrahlung erfordert, um Ladungsträger zu füllen. Diese Abhängigkeit von der Vorbestrahlung schränkt die Benutzerfreundlichkeit in Echtzeit- und kontinuierlichen Überwachungsszenarien erheblich ein. Darüber hinaus weisen herkömmliche Pulverphosphore bei der Kombination mit Polymeren oft eine geringe Umweltstabilität und starke Lichtstreuung auf. Daher ist die Entwicklung neuer ML-Materialien, die keine Vorbestrahlung benötigen, über eine Echtzeit-Selbstheilungsfähigkeit verfügen sowie eine hohe chemische Stabilität und optische Transparenz aufweisen, zu einer Schlüsselaufgabe im Bereich der intelligenten Sensorik geworden. In dieser Studie wurde erfolgreich durch schmelz-abschreckende Methoden kombiniert mit nachfolgender Wärmebehandlung transparentes mikro-kristallines Glas SrO-Ga₂O₃-B₂O₃:Eu³⁺ hergestellt. XRD- und TEM-Analysen zeigten die gleichmäßige Ausscheidung der nanokristallinen Hauptphase SrGaBO₄ in der Glasmatrix. Unter UV-Anregung zeigt das mikro-kristalline Glas das charakteristische rote Leuchten von Eu³⁺, hauptsächlich zurückzuführen auf die elektrische Übergangs ⁵D₀→⁷F₂. Nach Kompositierung des mikro-kristallinen Glaspulvers mit PDMS zu flexiblen Filmen erzeugt das Material unter mechanischer Belastung wie Dehnung, Reibung und Kompression eine mit bloßem Auge sichtbare rote Mechanolumineszenz ohne Vorbestrahlung, wobei das Leuchtzentrum mit der Photolumineszenz hochgradig übereinstimmt. Thermolumineszenztests zeigten keine signifikanten Defektniveausignale, wodurch der Fallenfreisetzungsmechanismus ausgeschlossen und bestätigt wurde, dass die Mechanolumineszenz hauptsächlich durch triboelektrische Anregung verursacht wird, die eine hervorragende Echtzeitreaktion und Selbstheilungsfähigkeit aufweist und somit die Einschränkungen herkömmlicher Fallenmaterialien überwindet, die Vorbestrahlung benötigen. Der Verbundfilm bietet breite Anwendungsmöglichkeiten in der dynamischen mechanischen Visualisierung, tragbaren Sensoren und Fälschungsschutz und liefert eine wichtige experimentelle und theoretische Grundlage für die Entwicklung neuer leistungsstarker ML-Materialien ohne Vorbestrahlung.

Mechanolumineszenz; Mikro-kristallines Glas; Triboelektrizität; Selbstheilung