齊魯網(wǎng)·閃電新聞1月18日訊 新材料產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè),也是高技術(shù)競爭的關(guān)鍵領(lǐng)域。山東團(tuán)隊(duì)成功突破力致發(fā)光材料的配方和制備工藝難題,實(shí)現(xiàn)該材料的規(guī);慨a(chǎn)。
記者現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn):“摩擦起電大家都很熟悉,但你見過摩擦發(fā)光嗎?變個(gè)魔術(shù)。奧秘就在這上面涂了一層特殊的力致發(fā)光材料。只要施加一定的摩擦力,不用通電就能發(fā)光。”
這種力致發(fā)光材料能實(shí)現(xiàn)2萬次以上的重復(fù)發(fā)光,性能超越國外同類產(chǎn)品,在新一代可穿戴設(shè)備、人工電子皮膚、生物力學(xué)檢測等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。2025年5月,煙臺先進(jìn)材料與綠色制造山東省實(shí)驗(yàn)室率先實(shí)現(xiàn)這種材料的10公斤規(guī);慨a(chǎn)。
煙臺先進(jìn)材料與綠色制造山東省實(shí)驗(yàn)室研究員王趙鋒介紹說:“比如說智能服裝和智能機(jī)器人,用作智能機(jī)器人的皮膚,就可以讓它跟我們?nèi)祟惖钠つw一樣,實(shí)時(shí)感知表面接觸的力學(xué)行為,讓它有觸覺感知。”
此前,高端力致發(fā)光材料被國外壟斷,國內(nèi)研究依賴進(jìn)口原料,成本過高,而自主開發(fā)的材料普遍存在重復(fù)性和穩(wěn)定性不足等問題,影響產(chǎn)業(yè)化。為了破解這個(gè)難題,山東省市區(qū)各級先后投入超過14億元打造煙臺先進(jìn)材料與綠色制造山東省實(shí)驗(yàn)室,打通從基礎(chǔ)研究、技術(shù)突破到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的創(chuàng)新鏈條。第一道關(guān)卡,就是要尋找更為大眾化、成本低的國產(chǎn)原材料。
煙臺先進(jìn)材料與綠色制造山東省實(shí)驗(yàn)室助理研究員方紹帆說:“力致反光材料的開發(fā)采用的是試錯(cuò)法,這種方法需要大范圍地去嘗試。各種體系材料會消耗大量的人力和物力,開發(fā)周期很長。”
對此,他們決定從基礎(chǔ)理論突破入手,建立了原創(chuàng)性的物理機(jī)理模型,為材料研發(fā)提供了理論指導(dǎo)。
煙臺先進(jìn)材料與綠色制造山東省實(shí)驗(yàn)室助理研究員方紹帆說:“采用我們這個(gè)模型,就可以有針對地去篩選一些材料體系,然后從而有針對性地制備出高性能的力致發(fā)光材料。”
新篩選的復(fù)合材料成本僅為國外同類材料的五分之一,但批量化制備是更大的挑戰(zhàn)。
煙臺先進(jìn)材料與綠色制造山東省實(shí)驗(yàn)室研究員王趙鋒說:“我們選擇都是大眾化的原材料,相當(dāng)于犧牲了這種高純度材料帶來的性能的附加值,而是從工藝上面去另辟蹊徑。”
在實(shí)際應(yīng)用中,只有細(xì)膩的粉末才便于和其他有機(jī)材料混合做成薄膜和圖層。但研究人員發(fā)現(xiàn),10公斤的原材料經(jīng)過1000度的高溫?zé)坪,因(yàn)闇囟炔痪徒Y(jié)成了硬塊,想讓它均勻地散開并不容易。
煙臺先進(jìn)材料與綠色制造山東省實(shí)驗(yàn)室助理研究員周勃說:“力致發(fā)光材料比較嬌氣,它是應(yīng)力發(fā)光,其實(shí)有個(gè)閾值上限,工業(yè)的這種破碎一般都是比較暴力的,會讓它喪失大部分發(fā)光的性能。”
團(tuán)隊(duì)又進(jìn)一步調(diào)整原材料配比和燒制工藝,嘗試過多種方式后,創(chuàng)新性提出“自崩解法”,燒結(jié)出具有自崩解特性的粉體,讓結(jié)塊的材料能自動(dòng)解體。
煙臺先進(jìn)材料與綠色制造山東省實(shí)驗(yàn)室助理研究員周勃說:“就是我們燒出來這個(gè)粉體之后,往那個(gè)水中一投,它就會慢慢地自己就會化開,然后變成一個(gè)一個(gè)分散的粉體。”
未來2年,團(tuán)隊(duì)通過持續(xù)優(yōu)化生產(chǎn)工藝,預(yù)計(jì)能達(dá)到每批次百公斤級的生產(chǎn)規(guī)模。
山東大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師梁延杰表示:“合作把我們的想法通過他們的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了。他們主要集中在是可見光,我們現(xiàn)在更往前走了一步。我們把它發(fā)光的波段從可見光向(日光)紫外(波段)去拓展,通過一些設(shè)備能監(jiān)測到,這樣未來在一些民用,比如說我們的海上營救和海上搜救等等這塊都可以有一個(gè)潛在的應(yīng)用價(jià)值。”
來源:閃電新聞


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