Pesquisadores identificam o princípio por trás do complexo mecanoluminescente suave
Análise de composição (SEM, imagens de mapeamento elementar e espectro EDS) de micropartículas comerciais de ZnS:Cu exibindo luminescência brilhante induzida por fricção com PDMS. Crédito:Pequeno (2024). DOI:10.1002/smll.202307089 Uma equipe de pesquisa colaborou para identificar o princípio de um complexo mecanoluminescente suave baseado em energia e ecologicamente correto que emite luz sem baterias. Espera-se que seja aplicado em diversos campos, como sensores ópticos, pele artificial e displays. A equipe inclui o Dr. Lim Sung-jun (Divisão de Nanotecnologia) e o Prof. Kim Young-hoon (Departamento de Química Aplicada, Universidade Kookmin).
As descobertas são publicadas na revista Small .
Material mecanoluminescente é um material que emite luz em resposta à pressão ou estresse mecânico. Ao desencadear a emissão de luz em materiais mecanoluminescentes convencionais, deve ser aplicada uma pressão significativa e é necessário um processamento adicional, como energização com luz ultravioleta ou azul, para emissões repetidas.
Em 2013, a equipe de pesquisa relatou à comunidade acadêmica um complexo baseado em borracha de silicone transparente e um material luminescente que gera mecanoluminescência suave, mas forte. Em particular, o complexo mecanoluminescente suave pode emitir luz brilhante mesmo sob leve pressão ou estresse mecânico, e pode gerar luz continuamente sem pré-processamento, permitindo sua utilização em diversos campos industriais.
Na última década, esforços foram feitos pela academia para incorporar o complexo em diversas aplicações, mas a fonte de emissão de luz não foi claramente identificada, limitando o desenvolvimento de novos materiais e tecnologias de aplicação.
A equipe de pesquisa realizou várias análises no fósforo para descobrir o princípio do complexo mecanoluminescente macio. Eles observaram que o fósforo exibia forte mecanoluminescência quando revestido externamente com óxido de alumínio amorfo. Descobriu-se que o óxido de alumínio gera forte eletricidade por meio da fricção com a borracha de silicone transparente e flexível, e descobriu-se que a eletricidade ativa partículas luminescentes de sulfeto de zinco.
Em seus experimentos, a equipe de pesquisa usou óxido de silício, revestimento de óxido de magnésio e polímero de poliuretano para controlar a magnitude da triboeletricidade. Conseqüentemente, descobriu-se que a magnitude da triboeletricidade estava relacionada ao brilho da mecanoluminescência, o que foi verificado por meio de experimentos e simulações. Com base na descoberta, a equipe propôs um novo modelo de eletroluminescência de corrente alternada baseado em triboeletricidade interfacial para identificar o fenômeno da mecanoluminescência.
"É altamente significativo que tenhamos concluído a prova de princípio final dos nossos resultados publicados anteriormente", disse o Dr. Jeong Soon-moon da Divisão de Energia e Tecnologia Ambiental.
“Esperamos que isso permita o desenvolvimento de complexos de mecanoluminescência mais brilhantes que exijam menos energia e, em última análise, contribuam para a expansão do campo, criando novas aplicações de mecanoluminescência.”
