[发明专利]一种机械能向光辐射转换装置及方法

权利要求书

1.一种机械能向光辐射转换装置，该机械能向光辐射转换装置包括：

摩擦部件，包括第一摩擦起电层；

摩擦发光部件，所述摩擦发光部件由摩擦起电材料和电致发光材料构成，

所述摩擦发光部件的上表面含有摩擦起电材料，并且所述摩擦发光部件的上表面和所述第一摩擦起电层的下表面具有不同的摩擦电极性；

其中所述第一摩擦起电层的下表面和所述摩擦发光部件的上表面彼此摩擦，沿摩擦轨迹产生变化的电场，激发摩擦轨迹上所述摩擦发光部件中的电致发光材料产生光辐射。

2.根据权利要求1所述的机械能向光辐射转换装置，其中，所述摩擦部件的第一摩擦起电层下表面具有最小单元尺寸为厘米、毫米和/或微米尺度的阵列凸起结构。

3.根据权利要求1-2中任一者所述的机械能向光辐射转换装置，其中，所述摩擦发光部件的上表面具有微米和/或纳米尺度的表面微结构。

4.根据权利要求1-3中任一者所述的机械能向光辐射转换装置，其中，所述摩擦为接触-分离式摩擦、滑动式摩擦和/或滚动式摩擦。

5.根据权利要求1-4中任一者所述的机械能向光辐射转换装置，其中，所述摩擦发光部件中含有的所述电致发光材料为有机电致发光材料和/或无机电致发光材料。

6.根据权利要求1-5中任一者所述的机械能向光辐射转换装置，其中，所述摩擦发光部件中含有的所述电致发光材料为短余辉和/或长余辉电致发光材料。

7.根据权利要求1-6中任一者所述的机械能向光辐射转换装置，其中，所述摩擦发光部件中含有的所述电致发光材料为微米和/或纳米尺寸的电致发光材料。

8.根据权利要求1-7中任一者所述的机械能向光辐射转换装置，其中，所述光辐射为X射线、紫外线、可见光和/或红外光。

9.根据权利要求1-8中任一者所述的机械能向光辐射转换装置，其中，所述第一摩擦起电层为导体、半导体和/或绝缘体，所述摩擦发光部件中的摩擦起电材料为绝缘体和/或半导体。

10.根据权利要求1-9中任一者所述的机械能向光辐射转换装置，其中，所述摩擦发光部件中的摩擦起电材料由同种材料组成或由多种不同材料组成。

11.根据权利要求1-10中任一者所述的机械能向光辐射转换装置，其中，所述第一摩擦起电层和所述摩擦发光部件中的摩擦起电材料中的一者由聚四氟乙烯构成，另一者由尼龙或聚氨酯构成。

12.根据权利要求1-11中任一项权利要求所述的机械能向光辐射转换装置，其中，

所述摩擦发光部件包括第二摩擦起电层，所述第二摩擦起电层包含摩擦起电材料；所述摩擦发光部件还包括发光层，所述发光层包括电致发光材料；

通过所述第一摩擦起电层的下表面和所述第二摩擦起电层的上表面彼此摩擦，沿摩擦轨迹产生变化的电场，激发摩擦轨迹上所述发光层产生光辐射。

13.根据权利要求12所述的机械能向光辐射转换装置，其中，所述发光层的上表面与所述第二摩擦起电层的下表面紧密接触。

14.根据权利要求12-13中任一者所述的机械能向光辐射转换装置，其中，所述第二摩擦起电层的厚度为纳米尺度。

15.根据权利要求12-14中任一者所述的机械能向光辐射转换装置，其中所述发光层中含有的所述电致发光材料为固态发光材料、液态发光材料和/或气态发光材料。

16.根据权利要求15所述的机械能向光辐射转换装置，其中所述液态发光材料或所述气态发光材料封装在透明密封外壳中。

17.根据权利要求1-11中任一项权利要求所述的机械能向光辐射转换装置，其中，

所述摩擦发光部件为单层摩擦发光层；

通过所述第一摩擦起电层的下表面和所述摩擦发光层的上表面彼此摩擦，沿摩擦轨迹产生变化的电场，激发摩擦轨迹上所述摩擦发光层的电致发光材料产生光辐射。

18.根据权利要求17所述的机械能向光辐射转换装置，其中，所述单层摩擦发光层由电致发光材料形成。