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       背景介紹 

       應力發光是一種由于機械外力作用，在固體材料上引起的發光現象。應力發光纖維及纖維編織而成的織物可以在無需電源供給情況下實現光信號的發射，也有很好的可拉伸性和生物相容性。近年來，研究人員通過剪切、提拉等方式可得到應力發光纖維，并應用于應變傳感、自供能顯示和人體行為監測等，證明了其在可穿戴設備領域具有巨大的應用潛力。然而，目前制備得到的應力發光纖維直徑都在近毫米范圍，遠大于常用的紡織紗線的直徑（約幾十微米），在應用于可穿戴設備時，難以滿足人們對柔性的進一步需求。因此，未來在走向實際應用的過程中，如何制備超細應力發光纖維及實現其連續化生產是所面臨的重要挑戰之一。

        成果簡介 

       近日，鄭州大學金剛石光電材料與器件課題組開發了一種創新的粘涂方法，制備了直徑僅120微米的超細應力發光纖維。在制備過程中，通過調控PDMS前驅液黏度抑制纖維制備過程中液滴的形成，得到的應力發光復合纖維具有光滑的表面結構，優異的ML性能和柔性。由連續應力纖維編織成的柔性平紋織物可通過手動拉伸實現自供能顯示；此外，將應力發光纖維縫在衣服上時，可以實現人體行為的可視化監測。這種連續的超細應力發光纖維在可穿戴設備和人機交互方面具有廣闊的應用前景。

        圖文導讀 

       圖1. 超細應力發光纖維的制備和結構。（a）超細應力發光纖維的制備流程。（b）PU纖維、PU@PDMS/ZnS:Cu和應力發光纖維的SEM圖像。（c）應力發光纖維的橫截面SEM圖像。（d）應力發光纖維的橫截面高分辨偽彩色SEM圖像。（e）已報道的應力發光纖維的直徑。（f）打結后的應力發光纖維的圖像。（g）拉伸纖維驅動應力發光的照片。（h）拉伸織物使織物中的纖維纖產生應力發光的照片。

       圖2. 超細應力發光纖維的形成機理。（a）PU纖維浸涂不同濃度PDMS前驅液的照片。（b）不同濃度PDMS前驅液的潤濕角和液滴直徑與纖維的直徑比。（c）液體包覆膜轉換為液滴的過程示意圖。（d）不同濃度PDMS前驅液的表面張力和黏度。（e）珍珠串結構和均勻結構的纖維在應變為50%時的應力場模擬。（f）提拉發和粘涂法制備的復合纖維的應力發光光譜。

       圖3. 超細復合纖維的應力發光性能。（a）不同應變下的應力發光光譜。（b）應力發光強度與施加應變的線性擬合關系。（c）纖維不同位置處的應力發光強度。（d）纖維不同角度處的應力發光強度。（e）5000次拉伸循環過程中，在50%應變下應力發光強度的變化。（f）5000次彎曲循環過程中，在50%應變下應力發光強度的變化。

       圖4. 應力發光纖維的連續制備。（a）應力發光纖維連續制備示意圖。（b）平紋織物結構示意圖。（c）應力發光纖維編織的平紋結構織物的實物照片。（d）折疊、卷和扭轉后的應力發光織物的照片。（e）手動拉伸應力發光織物的照片。（f）應力發光織物經過洗滌后的應力發光強度。

       圖5. 應力發光纖維應用于人體行為監測。（a）應力發光單根纖維編織在衣物中的示意圖。（b）紫外燈下，應力發光單根纖維編織在衣物中的實物圖。（c）應力發光應用與人體行為監測示意圖。（d）應力發光纖維應用于手勢識別。（e-g）應力發光纖維應用于腕、肘和膝關節彎曲探測。

        作者簡介 

       董林，鄭州大學物理學院教授，博士生導師。長期致力于面向人工觸覺的光電材料與器件研究。先后主持國家自然科學基金6項及其他各級各類項目7項，以通訊/第一作者發表論文53篇，其中中科院一區41篇。入選中原基礎研究領軍人才、河南省特聘教授、河南省高層次人才，獲河南省自然科學獎一等獎（排名第二）。

       單崇新，鄭州大學副校長、教授、博士生導師。國家杰出青年基金獲得者、教育部長江學者特聘教授、中國青年科技獎獲得者。主要從事寬禁帶半導體光電材料與器件研究工作，已發表學術論文300余篇，主持國家重大科研儀器研制項目、國家自然科學基金重點項目等，團隊入選全國杰出專業技術人才先進集體。

        文章信息 

       Chang S, Deng Y, Li N, et al. Continuous synthesis of ultra-fine fiber for wearable mechanoluminescent textile. Nano Research, 2023, 

       https://doi.org/10.1007/s12274-023-5587-0