米乐m6官方网站传感系统研究中心传感器信息实现研究组组长菊永一也 (Kazuya Kikunaga) 和 4D 视觉传感研究组研究组组长寺崎正 (Tadashi Terasaki) 发现了能够响应电荷而发光的陶瓷颗粒，使肉眼或相机可以看到不可见的静电，这是世界上第一个静电发光传感技术
该技术是一种新的传感技术，利用发光来可视化静电的产生。可以通过在物体上涂上因静电而发出绿光的陶瓷颗粒，或者通过在合成树脂上粘贴一层薄膜来观察静电。这将能够将不知道何时何地发生的静电的时空信息积累为制造现场或下一代移动领域的数据，并通过制定改善制造工艺条件等措施，将有助于避免静电引起的电子设备问题。该技术的详细信息将于 2022 年 6 月 2 日（英国时间）公布科学报告
将静电可视化为发光
最近，将现实世界中发生的各种现象检测为信息的传感技术引起了人们的关注。汽车、飞机、无人机、机器人等都配备有许多电子元件。静电会产生放电和噪音，导致低电压驱动的电子设备发生故障。需要传感技术是因为很难了解静电发生的时间和地点。
迄今为止已开发出各种静电传感器，但传统的静电传感器无法精确测量表面不平坦的物体。此外，无法在移动时或测量环境发生变化的情况下进行测量。
另一方面，发光材料已被用于各种研究领域以观察各种物理现象。暴露在光下时发光的生物标记荧光材料、电致发光材料、阴极发光材料、长效磷光材料，并且应力激发发光材料等，但没有任何材料因静电而发光。
AIST 致力于通过巧妙地结合现实世界的各种信息来满足社会需求的智能社会，并正在研究和开发基础传感技术，以准确获取有关事物的信息。作为其中一项努力，我们一直致力于静电测量技术的开发（2011 年 10 月 24 日、2017 年 6 月 6 日 AIST 新闻稿）。
这次，我们致力于开发一种可视化技术，利用因静电而发光的陶瓷微粒，可以用肉眼观察静电。
在这项研究中，为了寻找因静电而发光的物质，我们系统地研究了已知因电荷转移而发光的物质。结果，SrAl2O4:欧盟2+可用作静电发光材料，响应空气中的离子、带电粒子等弱电而发光。锶铝2O4:欧盟2+使用静电枪将其添加到丙烯酸树脂膜上电晕放电照射时，观察到绿色发光（图1d，视频1）。当测量发射膜的表面电位分布时，发现通过电晕放电照射形成的电荷与发射区域一致。由此可知，在静电发光中，在注入电荷的部分发生发光。
图1(a)静电发光材料(SrAl2O4:欧盟2+)、(b)静电发光膜、(c)伴随电晕放电照射的静电发光的示意图、以及(d)用相机拍摄的图像
视频1：静电发光膜受到电晕放电照射时发光
接下来，我们进行了一项实验，将手指靠近范德格拉夫型静电发生器，该静电发生器通过摩擦和剥离产生静电。该静电发生器由使用橡胶带使金属和氟树脂制成的滑轮旋转的机构和管状纸板（SrAl2O4：欧盟2+和树脂混合物涂层），当电机旋转时，会产生约 20 至 30 kV 的静电。当手指靠近静电发生器时，可以在手指与静电发生器之间距离最短的点观察到发光，如图2b和视频2所示。此外，当您移动手指时，发光位置也会相应移动。当电荷从静电发生器向手指发射时，观察到发光。因此，发现静电发光材料在充电时和放电时都发光。
图2(a)静电发生器（由于静电排斥力金属膜浮动）
(b) 由于手指和静电发生器之间发生的不可见放电而产生静电光发射
视频2：静电发光材料由于静电发生器的电荷放电而发光
静电发光的机理是（1）吸收紫外到蓝色（可见光）波长范围内的光职业生涯但是导带到兴奋和 (2) 一些运营商缺陷级别当电荷从外部注入发光材料时，（3）缺陷能级中捕获的载流子沿着导带移动，（4）Eu2+被观察到。
化学成分相同但晶体结构不同的SrAl2O4：欧盟2+中，存在发射静电光的材料和不发射静电光的材料。这表明通过控制材料设计来控制静电发光材料的发光强度的可能性。
图3静电发光的发光机理
我们发现的表现出静电发光的陶瓷微粒子的粒径为数微米，无需电源即可检测静电产生的电荷并输出光，可以说是世界上最小的静电传感器。使用这种超小型静电传感器，可以通过将其应用到物体来提供传感器功能。例如，可以使用摄像头实时远程测量汽车和无人机等移动三维物体上的静电。
未来，我们将致力于阐明静电发光机制，为能够灵活应对各种环境的静电可视化传感技术奠定技术基础。此外，我们计划对电子和下一代移动领域的各种设备和产品进行静电产生监测和静电对策示范测试。我们正在寻找可以与我们合作的公司。
已出版的杂志：科学报告
论文标题：静电诱导发光的演示
作者：K Kikunaga 和 N Terasaki