Abstract In this work, we prepared a type of traditional mechanoluminescent (ML) material (i.e., ZnS:Mn2+) by using the sol-gel method with addition of K2S to the Zinc Oleate and Mn(NO3)2 water solution. Then, 2D graphene-coupled ZnS:Mn2+ nanocomposites were achieved by coupling the ZnS:Mn2+ with the 2D graphene. All the samples were characterized using powder X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), photoluminescence (PL) and pressure-induced PL spectra, galvanostatic charge-discharge and cyclic voltammetry. The PL results indicated that the ZnS:Mn2+ and 2D graphene-coupled ZnS:Mn2+ samples exhibited a broad Mn2+ emission band at 585 nm. The pressure-induced PL spectra showed that the two samples had pressure-controlled luminescence. The pressure-induced PL positions were the same as the PL positions. Since the ML properties are related to the defects, here we added the Li+ ions into the ZnS:Mn2+ sample in order to study the influence of defects on the ML spectral variation, where the Li+ ions were used as the charge compensator. As a result, a mechanistic profile which could illustrate the ML reason was proposed. When the conductive polyoxometalate (POM) was dispersed into the ZnS:Mn2+ and graphene-coupled ZnS:Mn2+, we found further that the ML intensity and the used pressure value featured a linear relationship and the ML intensity of the two samples could recover after several cycles. Finally, we demonstrated that the graphene-coupled ZnS:Mn2+ could use for monitoring human health problem such as the pulse rate.

中文翻译：

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用于监测脉搏率的二维石墨烯耦合 ZnS:Mn2+ 机械探测器

摘要 在这项工作中，我们使用溶胶-凝胶法在油酸锌和Mn(NO3)2 水溶液中加入K2S，制备了一种传统的机械发光(ML) 材料(即ZnS:Mn2+)。然后，通过将 ZnS:Mn2+ 与 2D 石墨烯耦合来实现 2D 石墨烯耦合 ZnS:Mn2+ 纳米复合材料。使用粉末 X 射线衍射 (XRD)、透射电子显微镜 (TEM)、光致发光 (PL) 和压力诱导 PL 光谱、恒电流充放电和循环伏安法对所有样品进行表征。PL 结果表明，ZnS:Mn2+ 和二维石墨烯耦合的 ZnS:Mn2+ 样品在 585 nm 处表现出宽的 Mn2+ 发射带。压力诱导 PL 光谱表明这两个样品具有压力控制的发光。压力诱导的 PL 位置与 PL 位置相同。由于 ML 特性与缺陷有关，这里我们将 Li+ 离子添加到 ZnS:Mn2+ 样品中，以研究缺陷对 ML 光谱变化的影响，其中 Li+ 离子用作电荷补偿器。因此，提出了可以说明 ML 原因的机械配置文件。当将导电多金属氧酸盐 (POM) 分散到 ZnS:Mn2+ 和石墨烯偶联的 ZnS:Mn2+ 中时，我们进一步发现 ML 强度和使用的压力值呈线性关系，并且两个样品的 ML 强度可以在几次后恢复。循环。最后，我们证明了石墨烯耦合的 ZnS:Mn2+ 可用于监测人类健康问题，例如脉搏率。Mn2+ 样品以研究缺陷对 ML 光谱变化的影响，其中 Li+ 离子用作电荷补偿剂。因此，提出了可以说明 ML 原因的机械配置文件。当将导电多金属氧酸盐 (POM) 分散到 ZnS:Mn2+ 和石墨烯偶联的 ZnS:Mn2+ 中时，我们进一步发现 ML 强度和使用的压力值呈线性关系，并且两个样品的 ML 强度可以在几次后恢复。循环。最后，我们证明了石墨烯耦合的 ZnS:Mn2+ 可用于监测人类健康问题，例如脉搏率。Mn2+ 样品以研究缺陷对 ML 光谱变化的影响，其中 Li+ 离子用作电荷补偿剂。因此，提出了可以说明 ML 原因的机械配置文件。当将导电多金属氧酸盐 (POM) 分散到 ZnS:Mn2+ 和石墨烯偶联的 ZnS:Mn2+ 中时，我们进一步发现 ML 强度和使用的压力值呈线性关系，并且两个样品的 ML 强度可以在几次后恢复。循环。最后，我们证明了石墨烯耦合的 ZnS:Mn2+ 可用于监测人类健康问题，例如脉搏率。当将导电多金属氧酸盐 (POM) 分散到 ZnS:Mn2+ 和石墨烯偶联的 ZnS:Mn2+ 中时，我们进一步发现 ML 强度和使用的压力值呈线性关系，并且两个样品的 ML 强度可以在几次后恢复。循环。最后，我们证明了石墨烯耦合的 ZnS:Mn2+ 可用于监测人类健康问题，例如脉搏率。当将导电多金属氧酸盐 (POM) 分散到 ZnS:Mn2+ 和石墨烯偶联的 ZnS:Mn2+ 中时，我们进一步发现 ML 强度和使用的压力值呈线性关系，并且两个样品的 ML 强度可以在几次后恢复。循环。最后，我们证明了石墨烯耦合的 ZnS:Mn2+ 可用于监测人类健康问题，例如脉搏率。