防伪和可视光学信息加解密技术受到信息安全领域的广泛关注。发光加密技术仍然面临外部高压电源、复杂架构和昂贵解密设备的巨大挑战，阻碍了其广泛应用。在此，开发了一种可穿戴集成自供电电致发光（EL）显示装置（W-ELD），该装置由 MXene/硅基摩擦纳米发电机（MS-TENG）和基于共享 MXene 电极的 EL 装置组成，用于图案显示和信息加密。 W-ELD 采用一体式 MXene 电极，具有出色的灵活性和 0.6 kΩ sq⁻¹ 的高电导率，MS-TENG 和 EL 设备都具有这种特性。 MS-TENG表现出优异的输出性能（输出功率为0.9 Wm⁻²）和高稳定性和耐用性（104个周期），可以直接点亮柔性图案EL器件。更重要的是，当滴加导电电解质溶液时，基于“中国”图案MXene电极的W-ELD可以通过自供电EL发射精确揭示加密信息，实现实时可视化信息交互。因此，集成了 MS-TENG 和 EL 器件的基于 MXene 电极的一体化 W-ELD 展示了基于 EL 的特殊图案信息加密功能，这为可穿戴自供电光电设备、柔性显示器、和加密技术。
 
Fig 1. Ti₃C₂T_X MXene 电极的制造和表征。 a) MXene电极制备示意图。 b,c) Ti₃AlC₂ (MAX) 和多层 Ti₃C₂T_x MXene (m-MXene) 的 SEM 图像（比例尺：1μm）。d) 分层 Ti₃C₂T_X MXene (d-MXene) 的 TEM 图像（比例尺：1μm）。
e) MXene电极在0°至180°不同弯曲角度下的电阻。 f) MXene 电极经过 5000 次弯曲循环（弯曲角度 120°）后的电阻。 g) Ti₃C₂T_X MXene 电极在可见光波长范围内的透射率。
 
Fig 2. MS-TENG的制造工艺和电输出性能。a) MS-TENG的制造过程。b）单电极模式MS-TENG工作机制示意图。c–e) 基于具有不同 MXene 浓度的 MXene/硅摩擦电层的 MS-TENG 的电输出性能（VOC、ISC 和 QSC）（工作频率为 1.5 Hz）。
 
Fig 3. MS-TENG 的电输出性能。a–c) 不同工作频率（0.5–2.5 Hz）下的电输出性能（VOC、QSC 和 ISC）。d) 电气输出性能与外部负载的关系。e) 不同外部负载电阻下不同运动频率的输出功率密度。f) MS-TENG 104 个接触-分离周期的实时电压输出。
 
Fig 4. 演示 MS-TENG 作为便携式电子产品的电源。a) 为便携式电子产品供电的充电系统的等效电路图。 b,c) MS-TENG 分别在不同接触频率（0.5–2.5 Hz）和不同电容容量（0.47–10μF）下的充电能力。d–f) 手动敲击下 MS-TENG 的电输出。g–i) 分别带有整流电路驱动 LED、电子表和计算器的 MS-TENG 在手敲击下的照片。
 
Fig 5. W-ELD 的结构和 EL 特性。a) 基于一体式 MXene 电极的 W-ELD 示意图。 b) W-ELD 的 EL 光谱。c) EL 强度对 ZnS: Cu 磷光体与 PVDF-HFP 质量比 (1.1–1.6) 的依赖性。d）90-180μm不同厚度的W-ELD的EL强度。e) 不同厚度和ZnS:Cu与PVDF-HFP质量比的W-ELD的EL强度。f) 不同驱动电压（100-300 V）下的EL强度。插图：不同电压驱动下EL发射的相应照片。 g）W-ELD在不同工作频率（0.3-2.5 Hz）下的EL强度。插图：不同工作频率下EL发射的相应照片。 h) 不同弯曲条件（0°–90°）下叶型EL发射的光学照片。 i) W-ELD 发射的重复性和稳定性（104 个循环）。
 
Fig 6. 基于图案化共面电极的W-ELD的器件结构及加密信息演示。 a) W-ELD 的概念图（左）和 W-ELD 的 EL 组件示意图（右）。 b) 随着氯化钠水溶液的滴加，隐藏的基于“中国”的加密信息逐步显现。 c) 基于图案化共面电极的W-ELD的等效电路。 d)滴加氯化钠或不加氯化钠水溶液后W-ELD的EL光谱。 e) 电极 A 上的发射层在 NaCl 水溶液浓度下的 EL 强度和相应的照片显示在插图中。 f) 具有 NaCl 水溶液浓度的电极 A 和电极 B 上的发射层的 EL 强度。 g) 发射层在阳光、紫外光（365 nm）和浸渍氯化钠水溶液下的照片。 h) 基于图案化共面电极的 W-ELD 在 100 °C 空气中保持 30 天的热稳定性。
 
       相关研究工作由河南大学Xin Wang课题组于2023年在线发表在《Advanced Functional Materials》期刊上，原文：Wearable Integrated Self-Powered Electroluminescence Display Device Based on All-In-One MXene Electrode for Information Encryption。
        https://doi.org/10.1002/adfm.202307609

转自《石墨烯研究》公众号