Scale-Bridging Mechanics Transfer Enables Ultrabright Mechanoluminescent Fiber Electronics

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作者
Weifeng Yang,Wei Gong,Boya Chang,Yue Wang,Kerui Li,Yaogang Li,Qinghong Zhang,Chengyi Hou,Hongzhi Wang
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (35): 24404-24413 被引量:8
标识
DOI:10.1021/acsnano.4c07125
摘要

Mechanoluminescent (ML) fibers and textiles enable stress visualization without auxiliary power, showing great potential in wearable electronics, machine vision, and human-computer interaction. However, traditional ML devices suffer from inefficient stress transfer in soft-rigid material systems, leading to low luminescence brightness and short cycle life. Here, we propose a tendon-inspired scale-bridging mechanics transfer mechanism for ML composites, which employs molecular-scale copolymerized cross-linking and nanoscale inorganic nanoparticles as hierarchical stress transfer sites. This strategy effectively reduces the dissipation of stress in molecular chain segments and alleviates local stress concentration, increases luminescence by 9 times, and extends cycle life to more than 10,000 times. Furthermore, a scalable (kilometer-scale) anti-Plateau–Rayleigh instability manufacturing technology is developed for thermoset ML fibers, compatible with various existing textile techniques. We also demonstrate its system-level applications in motion capture, underwater interaction, etc., providing a feasible strategy for the next generation of smart visual textiles.
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