近日，材料科学与工程学院徐旭辉教授团队在近红外应力发光材料研发及多维力学传感器设计方面取得重要进展，相关工作以“NIRmechanoluminescence from Cr³⁺ activated Y₃Al₅O₁₂with intense zero photon line”、“Multi-Dimensional Mechanical Mapping Sensor Based onFlexoelectric-like and optical signals”为题分别发表在《Advanced Functional Materials》（IF=19.924，中科院一区Top期刊)、《Advanced Science》（IF=17.521，中科院一区Top期刊)上。昆明理工大学为第一单位，昆明理工大学徐旭辉教授和香港理工大学姜绶祥教授为论文通讯作者，博士研究生刘志超、张鹏分别为论文第一作者。

窄带近红外应力发光材料在固体结构损伤检测，生物体内成像等方面具有潜在的应用前景。然而目前关于近红外应力发光材料的研究较少，尤其是如何设计一些近红外应力发光材料成为研究热点。在此，通过在Y₃Al₅O₁₂:Cr³⁺中引入Ga³⁺离子操控Y₃Al₅O₁₂晶体的显微结构发生演变，从而改变Cr³⁺离子所处的晶体场环境，增强Cr³⁺离子的近红外零声子线窄带发射，该发射具有高的信噪比和深的穿透性。制作的柔性近红外应力发光薄膜在拉伸过程中能够穿透鸡脚表皮组织甚至是4mm的猪肉组织。该研究给优化近红外应力发光材料提供了一种新技术，给近红外应力发光材料在生物领域提供了应用前景。

力学传感器能够感知外力刺激的多模态信息，是人机交互和智能可穿戴设备的核心传感部件。然而，力学传感器的集成化设计制备及多维力学信息（如施力速度、受力方向和应力分布）探测仍然是一个挑战。因此，结合ZnS/PDMS的应力发光效应与Nafion@Ag的挠曲电效应，研制了一种Nafion@Ag@ZnS/PDMS新型集成式力学传感器，通过光信号和电信号响应完成对力学刺激的多维度感知，实现对受力大小、方向、速度的探测和应力分布的可视化。同时，该力学传感系统还具有良好的循环稳定性、高灵敏线性响应和快速响应时间。实现了对目标物体的智能识别和操作，在智能化可穿戴设备和机械臂的人机交互界面传感等领域具有广阔的应用前景。

该项成果得到了国家自然科学基金、云南省重大科技专项、四川自然科学基金等多项资助。

原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202214497

https://doi.org/10.1002/advs.202301214

                                         徐旭辉供稿

                                          2023.5.6