Фосфоресцирующие материалы продолжают светиться даже после выключения источника света — это свойство привлекает все больше внимания. Особенно интересны полимерные материалы с таким эффектом: они гибкие, прозрачные и легкие, а значит, подходят для носимой электроники — от дисплеев до датчиков здоровья.

Фосфоресценция — это долгое свечение материала после того, как его перестали освещать. В отличие от флуоресценции (которая гаснет за секунды), фосфоресцирующие вещества могут светиться минутами или даже часами. Происходит это потому, что электроны в молекулах переходят в «медленное» возбужденное состояние и возвращаются в норму постепенно.

Китайские ученые создали полимерные пленки, которые сохраняют свечение даже во влажной среде.

Результаты опубликованы в издании Wearable Electronics.

Цветное послесвечение не гаснет часами, — говорит Чжичэн Сун, ведущий автор исследования. — Это открывает возможности для гибких дисплеев, медицинских сенсоров и даже защитных меток.

Обычно вода разрушает водородные связи между молекулами красителя и полимерной основой (например, PVA), из-за чего свечение пропадает.

Но ученые нашли решение: они добавили борную кислоту и аммиак, чтобы создать прочные поперечные связи в полимере.

Это защищает красители от воды и продлевает свечение.

Пленки остаются прозрачными даже при высокой плотности связей — это важно для практического применения.

Например, их уже испытали в защитных метках: при попадании воды незащищенные участки темнеют, а обработанные продолжают светиться больше 20 секунд.

Цвет свечения можно менять, используя разные красители.

Этот метод простой и экологичный — он открывает путь для создания устойчивых к влаге фосфоресцирующих материалов, которые пригодятся в умной одежде и не только.

Главный плюс исследования — устойчивость к влаге. Большинство фосфоресцирующих материалов теряют свойства при контакте с водой, а эти пленки выдерживают часы. Это критично для носимой электроники: представьте датчик пульса на спортивной одежде, который не боится пота, или светящиеся элементы на куртке под дождем.

Вторая возможность — защитные метки. Их можно наносить на документы или упаковку лекарств: подделка станет заметна при малейшем контакте с водой.

Наконец, технология дешевая и масштабируемая. Борная кислота и PVA — доступные материалы, а процесс не требует сложного оборудования.

Однако исследование не проверяло долговечность пленок при механических нагрузках — например, насколько они устойчивы к многократному сгибанию. Для носимой электроники это ключевой параметр: если материал трескается после 100 изгибов, применять его в умной одежде рано.

Ранее казанские ученые открыли универсальный закон взаимодействий.