Исследователи из Южной Кореи cоздали материал, испускающий яркий белый свет, если его обдуть током азота. Результаты исследования могут стать основой для разработки новых экологически чистых дисплеев и систем освещения, работающих на энергии природных ветров.

Механолюминесценция, явление, заключающееся в том, что определенные материалы выделяют видимый свет под воздействием механического напряжения, является далеко не новым феноменом.

В 1605 Фрэнсис Бекон сообщал о том, что он наблюдал вспышки света при растирании кристаллов сахара.

Но, поскольку такие операции приводили к разрушению кристаллов, долгое время считалось, что практического применения у механолюминесценции нет, однако практический интерес к этому явлению у специалистов по материаловедению появился в 1999 году, когда были получены первые эласто-механолюминесцентные материалы. Такие материалы могут излучать свет в ответ на эластичную деформацию и не разрушаться при этом, что позволяет говорить о возможности их применения в таких областях, как создание систем освещения, медицинской диагностике и даже для создания искусственной кожи.

Однако, проблемой механолюминесцирующих материалов, обнаруженных до недавнего времени было то, что

• во-первых, они характеризуются очень слабой интенсивностью люминесценции, а
• во-вторых – цвет их свечения зачастую имеет окраску – чаще всего зеленую или желтую, что не дает применять материалы, способные к механолюминесценции в областях, где предпочтительнее белая эмиссия.

Исследователи из группы Сун Мун Йонга (Soon Moon Jeong) нашли способ решения обеих описанных выше проблем. Инкорпорируя смесь окрашенных фосфоресцирующих веществ на основе легированного медью сульфида цинка в гибкий полидиметилсилоксановый композит, исследователи смогли создать эластомеханолюминесцентный материал, способный испускать белый свет. Цветом эмиссии можно управлять, варьируя соотношение каждого люминофора.

Рис. 1. Расположение стержней в определенной последовательности
позволяет создать источник света, который подпитывается энергией
ветра. (Рисунок из Energy Environ. Sci., 2014, DOI: 10.1039/c4ee01776e).

Исследователи также обнаружили и то, что

новая система освещения оказалась ярче, чем предыдущие материалы, а также может быть активирована даже обычным ветром. На пике скорости ветра новый материал дает интенсивность освещенности 100 кд/м², практически такая же освещенность и у монитора компьютера. Формируя материал в стержни и распределяя эти стержни в определенном порядке, исследователи показали, что существует возможность создания светильников, питающихся от ветра.

Хотя результаты нового исследования и являются существенным шагом вперед в создании практически значимых механолюминесцентных материалов, у новой системы есть существенный недостаток – максимальная яркость достигается при скорости ветра 40 м/с, что примерно сравнимо со скоростью ветра, которая регистрируется при ураганах 2 категории.

Тем не менее, Йонг оптимистично смотрит на будущее разработанных в его группе материалов, полагая, что в результате дальнейшей работы ему удастся получить механолюминесцентные системы, активируемые слабым дуновением ветерка, скорость которого составляет 2–3 метра в секунду.