随著(zhe)移動電子産品、可穿戴設備等飛務的飛速發(fā)展，人們對(duì)便捷、可持續的供電需求日益增吃藍長(cháng)。尤其是電子織物、電子服裝，其發(們書fā)展離不開(kāi)供電設備的農長小型化和柔性化。因此，通過(guò)壓電、摩擦電、熱電、光電等效村去應，選擇設計具有微納米結構的材料和器件，收集和存儲環境中未被(bèi)喝朋充分利用的機械、物理等能(nén著來g)量為電子設備供電，這(zhè)種(zhǒng去鐘)綠色、可持續的納米發(fā)電機成(chéng)為近年來員微的前沿熱點研究方向(xiàng)之看從一。

基于摩擦起(qǐ)電效應和靜電感應效應的摩擦納米發(fā)電機（T裡日ENG），具有電能(néng)輸出和能(néng)量轉換效率高、成和年(chéng)本低、制備簡易等特點媽高，被(bèi)認為是具有廣闊前景的能(néng)源動秒捕獲裝置。

摩擦納米發(fā)電機由兩(liǎng)種(zhǒn路亮g)極性不同的材料組裝而成(chéng)，其正懂農極材料通常為金屬（如銀、銅、鋁）或金屬氧歌煙化物（如氧化鋅、氧化铟錫）。然而，金屬在環境中易火大被(bèi)氧化、腐蝕，且金屬氧化物柔韌性欠佳，相用從而影響到(dào)TENG的穩定性及應用領域。因此，具有優良穩定性和可數樹塑性的高分子正極材料開(kāi)始受到(dào)關注，如聚酰胺、纖維素和聚去一吡咯等。然而，相比金屬正極材料，高分子作為正極材料的TENG的電男算信号輸出要低得多。因此，亟需提高全高分家事子基的TENG的電信号輸出。

最近，美國(guó)威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的Shaoqin S問金arah Gong教授（通訊作者）、Qifeng Zheng博士和東長華南理工大學(xué)Liming Fang訪問教授（共鐘美同第一作者）報道(dào)了一種(zhǒng)基于高分子氣凝膠的柔性摩擦納米物訊發(fā)電機（A-NG）。其正極材料為纖維素（CNF）或殼聚糖笑可（CTS）氣凝膠膜，負極材料為多孔聚二花多甲基矽氧烷（PDMS）或聚酰亞胺（PI）氣凝膠為愛。相比對(duì)應的實心結構電極，氣凝膠電極顯著提高了摩擦納米你章發(fā)電機的輸出功率達11倍。

基于高分子氣凝膠的摩擦納米發(f現費ā)電機（A-NG）的示意圖

該論文還(hái)比較了高分子氣凝膠電極業信的材料類型、孔隙率及比表面(mià樂得n)積等因素對(duì)TENG電性能(néng)的影響，發(fā)現随著和車(zhe)正負電極材料極性差異和數間孔隙率的提高，A-NG的輸出電壓急算商劇增加。其中孔隙率為86%的殼聚糖和湖與孔隙率為92%的PI組裝的A-NG，在受到(dào)~0.03 MPa壓力站他的作用下，可輸出60.6V的電壓和7.7μA的電流，其面(視樹miàn)積功率密度達到(dào)就鄉2.33W/m2，足以驅動LED等器件或為電容器充電。

不同孔隙率的PI氣凝膠對(duì)P-CTS/P-PI 服關A-NGs電壓輸出的影

該工作首次將(jiāng)高分子多孔材料同時(shí)用作摩擦納筆聽米發(fā)電機的正負極，并分析了材料孔隙對(duì)TENG電信号著這輸出的影響機理。在正負電極接觸分離他話過(guò)程中，除了接觸表面(miàn)産生的正負公個靜電荷，同時(shí)孔表面(樂錯miàn)因為靜電感應效應亦會(huì)産生額外站兵電荷，高比表面(miàn)累計的額外電荷生外導緻正負電極産生更大的感應電勢差，從而顯著提高電信号輸出。另外，該還街工作通過(guò)化學(xué)氣相沉積法，對(duì)纖維素氣凝膠讀坐孔隙表面(miàn)進(jìn)行氨基矽烷化改性，提高其正電極性，使得TEN技銀G的電信号輸出相比改性前提高了3倍。也通

基于多孔高分子氣凝膠的A-NG的摩擦發(fā)電機理唱用示意圖

該研究利用環保的天然高分子取代昂貴、易腐蝕的金屬作為正極知技材料，通過(guò)改變氣凝膠孔隙率和表面(miàn)化學(靜師xué)改性等簡單方法，調控摩擦納米發(fā)電機的電輸出性能(néng放理)，對(duì)研發(fā)新型電極材料、發(民花fā)展高性能(néng)柔性能(néng)源捕獲器件有參考價值。