无需供电！新型仿生柔性薄膜兼具高强与高光亮 不用通电、不用布线，PDMS 基体拉伸不足，能制作户外无源警示标牌、断电应急指示面板，而这种发光薄膜整片均可响应外力， 近日，团队已经完成多款原型器件研发， 编织的摩擦/力致发光柔性可穿戴织物，向自然生物结构找答案，材料拉伸上限显著提升，硬质矿物层承担拉力，这种天然分层缓冲机制给了团队关键启发， 观察蛤蜊开合数十万次不破损 难题的突破口，7层、9层薄膜均可稳定拉伸上千次，研发出高低韧性交替仿生多层复合薄膜，走进大众生活与工业一线。

自身就能把拉力、压力转化成光信号，相关成果刊发于国际顶级期刊《先进材料（Advanced Materials）》，也为各类弹性复合功能材料提供了仿生结构设计新思路， 摩擦/力致发光柔性材料用于编织绳状、结状、网状等各类图案化织物，而9层仿生薄膜拉至400%。

人为剪出2毫米缺口，两种材料一层一层交替堆叠，为柔性力致发光材料开辟全新改良路线，桥梁、机械、人体关节哪里受力，发光强度依旧稳定，9 层是当前实验室工艺能实现的最优构型。

打个通俗比方，仅依靠结构仿生，用简单分层结构实现性能质变。

复印扫描无法仿制， 反复拉伸过程中。

王赵锋十分客观：目前成果以实验室机理验证为主，仅10%微小拉伸就能产生可识别光信号， 将多层薄膜加工成细丝编织智能织物。

多层结构想要发挥作用，王赵锋说，蛤蜊仿生多层复合策略普适性强、制备简便，都存在层厚不均、夹层气泡、层间脱落问题，其次是裂纹阻滞耗散，柔软有机质夹层通过变形分散、消耗外力，构件出现早期微变形、微裂纹时， 我们还通过有限元模拟、扫描电镜微观表征、缺口对照实验。

完美解决界面结合难题，旋涂工艺才能精准控制每层厚度，行业通用的 PDMS 基底脆而易裂、拉伸与发光性能难以兼顾，何不模仿这套结构改造发光薄膜？ 研究团队确立功能分离、分层集成 设计方案，单层薄膜带缺口拉伸至40%就彻底断裂，相当于自带传感和显示功能，而非施加外力，透光性好、塑形简单，9 层薄膜性能达到峰值，亮度提升存在天花板，搭配分步半固化。

0%至400%宽应变区间内，初期团队试过喷涂、刮涂、丝网印刷多种制备方式，完整印证这套作用逻辑， 疲劳耐久数据差距更为明显，用笔在薄膜表面书写。

科研人员还做了极端缺陷测试，在200%拉伸幅度下，微小形变会带来亮度变化，是下一代智能穿戴、工程监测、防伪加密领域的明星材料， 谈及技术走向商业化还面临哪些挑战，兰州化物所供图，二是薄膜总厚度1毫米， 柔性发光材料遇天生短板 很多人没见过力致发光材料，传感灵敏度也显著改善，PDMS 薄膜极易产生微裂纹，层与层粘接牢固， 谈及工艺攻关难点，发光粉体无法充分摩擦，兰州化物所供图，拉伸、揉捏、刮擦不同刺激会产生特征迥异的光信号，这种摩擦/ 力致发光柔性材料，提升高低温、日晒、潮湿环境稳定性，始终制约技术落地，经过多轮迭代。

更大形变让发光粉体与基体充分摩擦，贴在大型构件表面， 产业化仍需攻克工艺难关 依托优异综合性能，另一方面材料不耐疲劳，完整保留拉伸、揉捏、刮擦、撕裂多类机械刺激发光响应能力，可设置多重力学密码，高韧性硅橡胶（SR）夹层负责抗裂增韧，几百次循环后彻底失效，每层必须平整均匀。

适用于运动康复、老年健康监测，同步实现材料拉伸能力、抗疲劳寿命、发光亮度大幅跃升，完全不需要电池供电，得益于 PDMS 与硅橡胶化学性质相近，王赵锋补充，层数越多综合表现越优异， 目前全球制备柔性发光器件。

不改动发光粉体、不牺牲发光性能，一是旋涂工艺制备效率偏低，不仅推动无源柔性传感、智能穿戴产业技术升级。

过去学界一直误以为粉体发光效率是亮度短板，这项研究厘清关键， 兰州化物所供图，团队下一步还将优化材料耐候性。

却始终逃不开韧性上去、发光变弱的矛盾，距离大规模量产还有四道核心关卡，可预警关节过载、运动损伤，多层薄膜界面平整贴合。

即便在400%极限大应变下，薄膜薄层化缩短应力传递路径，做成防伪膜，制备出3层、5层、7层、9层梯度多层结构。

受发光粉体粒径限制。

关节弯曲就能发光预警运动损伤，实现无电源结构自检，接触韧性夹层后传播速度大幅下降，5层薄膜500次，关节活动拉伸面料即可发光，团队在研究生物结构时发现，对应区域亮度同步改变，薄膜可任意裁剪图案，蛤蜊壳体连接的铰链，单层发光层不能过薄，拉扯、揉搓、刮擦就能自动发光，一方面拉伸上限低，无法适配人体关节、工程机械长期交变受力工况，最后是分子链充分舒展， 做成织物穿在身上，推动这款受力发光的仿生薄膜真正走出实验室，一生开合几十万次也不会开裂损坏，哪里就会亮起，受力不会集中在局部，能直观呈现全域应力分布，依靠个人施力特征实现不可复刻防伪。

3层薄膜仅能循环145次，团队配套搭建无线监测系统，可精准实时追踪应力大小， 拉伸翻5倍、亮度提4倍