[发明专利]一种机械发光材料及其制备方法

说明书

本申请公开了一种机械发光材料及其制备方法，属于机械响应发光技术领域。所述机械发光材料具有化学式：Ce_xEu_yM_2‑x‑yGa₄S₈，其中M选自Ca、Sr和Ba中的至少一种，0≤x≤0.1，0≤y≤0.1。所述方法包括：将含有M元素、镓元素和硫元素的原料按照化学计量比，在真空和加热条件下反应。根据本申请的机械发光材料在机械作用下可产生明亮的机械发光，且可通过调控化学组成获得丰富的发光波长。根据本申请的方法仅通过调控原料的化学组成即可在宽范围内调变发光波长，实现材料的高亮度和多色化发光。

技术领域

本申请涉及一种机械发光材料及其制备方法，具体涉及一种新型的高亮度且波长可调的机械发光材料及其制备方法，更具体涉及一种可在机械力作用下产生高亮度、多色化发光的材料及其制备方法，属于机械响应发光技术领域。

背景技术

机械发光是指材料在受到挤压、弯曲、拉伸、研磨、摩擦、冲击、超声波、激光等机械力的刺激时所引起的发光现象。机械发光材料在智能传感、探伤、防伪系统、自组织驱动及显示、废能再利用以及节能等方面具有极大的应用潜能，其研究近年来受到广泛关注(参见例如：H.Zhang等,Recent Development of Elastico-Mechanoluminescent Phosphors,Journal of Luminescence,2019,207,137-148；D.Peng等,ChemPlusChem,2015,80,1209-1215)。

目前已报道的机械发光材料包括有机、无机以及有机无机杂化材料三大类，其中有机机械发光材料合成过程复杂繁冗、发光波长宽化、不稳定，且在大块体材料的表面/界面处容易出现断裂、结构坍塌；而有机无机杂化机械发光材料的结晶化程度低，导致其机械发光不稳定、不可重复等缺陷，因而其机械发光过程不可逆，难以实现有效利用。对于已开发的无机机械发光材料，目前存在材料的种类单一、发光波长单调、发光强度低等问题，缺乏在室温环境下机械发光亮度高、发光波长多元化的无机机械发光材料。因此，亟待需要开发新型的同时具备高亮度和丰富发光波长的无机体系机械发光材料。

发明内容

针对上述技术问题，本申请提供一种高亮度且发光波长可调谐的无机机械发光材料及其制备方法。

根据本申请的一个方面，提供了一种机械发光材料，该材料在机械作用下可产生明亮的机械发光，且可通过调控化学组成获得丰富的发光波长。

所述机械发光材料，其特征在于，具有式I所示的化学式：

Ce_xEu_yM_2-x-yGa₄S₈ 式I

其中，M选自Ca、Sr和Ba中的一种；

x代表Ce的掺杂量，0≤x≤0.1；

y代表Eu的掺杂量，0≤y≤0.1。

可选地，M选自Ca、Sr或Ba。

所述机械发光材料可包含铈元素和/或铕元素作为掺杂元素。在包含铈元素和/或铕元素的情况下，所述机械发光材料可具有更宽范围的发光波长。可选地，铈元素的掺杂量x满足0≤x≤0.05；铕元素的掺杂量y满足0≤y≤0.05。

可选地，所述机械发光材料，其特征在于，具有式I所示的化学式：

Ce_xEu_yM_2-x-yGa₄S₈式I

其中，M选自Ca、Sr和Ba中的一种；

x代表Ce的掺杂量，0＜x≤0.1；