近日，日本东北大学研究团队成功解析了一种无铅陶瓷材料在机械应力作用下发光（Mechanoluminescence, ML）显著增强的机制。该成果有望应用于可通过可见光诊断桥梁等基础设施劣化的高灵敏度传感器，以及自发电型可穿戴设备。
研究对象与方法
能够将机械能直接转化为电能或光能的功能材料，被视为下一代传感器与环境能量采集技术的关键。其中，多重压电材料因兼具受力发光（ML）和压电性（Piezoelectricity），近年来成为研究热点。
Li1-xNaₓNbO3:Pr组分与发光强度的关系
在本次研究中，团队以镨（Pr）掺杂的锂钠铌酸盐（Li1-xNaₓNbO3:Pr）为对象，利用大型放射光设施 Spring-8 的高强度X射线，对其结构和电子态进行深入分析。结果发现，当组成比例为x＝0.88~0.9时，材料的发光强度达到最大值。该比例正对应于形变相界（Morphotropic Phase Boundary, MPB）区域，即从菱面体晶系向单斜晶系过渡的边界。
研究表明，在这一MPB区域，材料的原子排布产生特殊畸变，并与有意引入的氧缺陷产生协同效应，从而导致ML强度急剧提升。
据介绍，该成果由东北大学国际放射光创新·智能研究中心二宫翔助教、西堀麻衣子教授，以及东北大学工学研究科徐超男教授团队共同完成。
粉体圈编译
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