近日，我院发光与显示课题组在短波红外力致发光方面取得新进展，相关工作“Multi-force-driven Self-recoverable SWIR Mechanoluminescence for Underwater Communication”以河北大学为第一单位发表于《Advanced Science》（2025, e23643, IF = 14.1）。硕士研究生孙杰为第一作者，索浩教授为通讯作者。
自恢复型力致发光（ML）材料是一种通过机械能直接转换成光能的发光材料，无需光照和电力供应，因而在清洁光源、可视化动态应力无源探测以及水下通讯等前沿领域展现出独特优势。然而，现有自恢复型应力发光体系普遍面临单一力学模式响应、循环稳定性不足等关键瓶颈，且其发射波段多集中于易受散射和干扰的可见光或近红外区。相比之下，短波红外（SWIR，900–1700 nm）发光具有更强的抗散射能力，尤其适用于复杂水下的光子探测与通信。但迄今为止，仍缺乏在多种力学模式下具备高亮度、自恢复能力及优异循环稳定性的SWIR-ML材料。针对上述科学问题，本文基于压电与摩擦电效应的协同机制，首次在单一材料体系（MgNb2O6:Cr3+）中实现了对多种机械作用（压缩、摩擦、拉伸）的高效响应与可重复的自恢复型SWIR-ML发射。实验表明，无论材料处于粉末态、刚性或柔性介质中，均能在循环机械力载荷下稳定输出高亮度、宽带的SWIR发光。特别是在优化后的柔性弹性体中，研究团队实现了在超过4000次拉伸循环后的高度重复且稳定的SWIR-ML信号输出。凭借该材料体系出色的耐水性和低光散射特性，研究团队进一步开发了一款可用于加密通信和极端水下环境安全监测的自供能可穿戴显示系统。本研究不仅为构建多模态力驱动、自恢复且循环稳定的SWIR-ML材料提供了合理的设计策略，也显著拓展了力致发光材料在复杂环境下先进光子器件中的应用边界。
以上工作得到了国家自然科学基金面上项目、中国科协青年人才托举工程、河北省燕赵黄金台聚才计划、河北省自然科学基金杰出青年项目、河北大学生命科学与绿色发展研究院青年拔尖人才培养项目等经费的支持。
论文链接：http://doi.org/10.1002/advs.202523643
