在柔性光致发光材料“高温发光”的赛道上，西安工程大学张坤团队发表在《Advanced Optical Materials》的最新工作把柔性可见发光的耐温极限推至375℃，并首次利用X射线全散射测量为非晶陶瓷纳米纤维的“柔韧性+高温发光”机制拍下了微观结构高清特写。硕士研究生穆丹为第一作者，现已入职咸阳师范学院。

【引言】

柔性光致发光材料作为一类可适配复杂曲面的光学材料，在极端环境监测、特种装备可视化及高温设备标识等领域具有不可替代的应用价值。然而，传统柔性光致发光材料在极端条件下的服役性能存在显著局限，主要体现在三个方面：

1、基材耐高温瓶颈：常规柔性聚合物基材的耐高温性差，即使特制有机聚合物也难以在300℃以上长时间工作，无法满足航空航天等极端场景的需求；

2、发光均匀性调控难题：发光中心分散不均导致高温下发光均匀性差；

3、高温发光猝灭效应：温度超过200℃时，传统柔性发光材料易出现发光强度急剧下降（猝灭），严重限制其在极端环境中的发光应用。因此，迫切需要在具有极端温度稳定性的柔性光致发光材料领域取得突破性进展，以推动柔性发光器件的发展。

为了实现柔性发光材料超宽温域内稳定发光并兼具优异力学性能，团队采用静电纺丝结合后续煅烧的工艺，成功制备出柔性非晶Sm2O3-La2O3-ZrO2（SLZ）纳米纤维薄膜，为柔性高温光致发光器件的发展提供了新范式。该柔性发光纳米纤维薄膜的核心优势如下：

超宽温域发光不褪色：从 - 12℃的低温到375℃的高温，红光亮度和颜色几乎无变化，覆盖了绝大多数极端应用场景的温度范围。

高温“烤”验无压力：在 375℃下连续加热24小时，材料既没有出现结构开裂、褶皱，发光亮度也无明显下降，解决了传统材料高温易老化的痛点。

反复弯折仍稳定发光：经过多次反复弯曲测试，材料优异的力学性能仍能保持；即使在折叠、拉伸状态下发光功能完全不受影响，显著优于多数柔性发光材料。

这种薄膜材料的“硬核”底气来自独特的非晶纳米纤维结构：

1、 短程有序（Short-range Order）—发光中心稳定：强短程有序表明[SmO]多面体形成以及局部配位结构刚性，保证了发光中心（Sm³⁺）的环境稳定性，从而确保了光致发光的稳定性，并为发光均匀性奠定基础。

2、 中程有序（Medium-range Order）—发光及力学强化：[Sm₃]-O-[Sm₃]中程有序连续性结构，抑制了高温下配位环境的破坏，有效减弱了高温下的发光淬灭；同时提高非晶氧化物的韧性，增强了材料的机械强度和抗变形能力。

3、 长程无序（Long-range Disorder）—非晶态结构增柔：长程无序避免了结晶材料中因原子长程规则排列形成的“薄弱面”（易断裂的原子平面），显著降低了材料的脆性，提升了柔韧性和抗断裂能力，使其能适应极端环境下的机械应力。

【总结】

本研究开发了耐极端温度的非晶氧化物陶瓷纳米纤维发光膜，克服了传统光致发光材料局限，创造了柔性光致发光材料的最高可见发光温度纪录，首次揭示非晶陶瓷纳米纤维的短/中程有序结构对性能的关键作用，非晶≠混乱，其非晶态结构设计为解决“高温-柔性-发光稳定性”的协同调控难题提供了全新思路，SLZ纳米纤维膜所具备的超宽温域发光稳定性、高温力学可靠性及优异柔性，有望推动柔性光学器件在极端环境监测、高温设备可视化标识、特种防护装备等领域的应用突破，为柔性光电子材料的功能拓展提供了重要的实验依据与理论支撑。

【原文链接】

D. Mu, W.-D. Han, X. Mao, C.-K. Liu, B. Ding, Y.-Y. Wang, Kun Zhang, Highly Flexible Oxide Ceramic Luminescent Membranes against Extreme Temperatures. Adv. Optical Mater. 2025, e01125. https://doi.org/10.1002/adom.202501125