随著(zhe)人類對(duì)未知領域的科車不斷探索，人們愈發(fā)關注更加便低看捷且高效的能(néng)量收集與雪相轉換技術。摩擦納米發(fā)電機（TENG）因其重但動量輕、成(chéng)本低、結構簡單，能(睡輛néng)夠收集自然環境中無處不在的機械能(néng)，從空間中的電磁波到(d花吃ào)人體日常運動中的振動能(néng)，都信開(dōu)已被(bèi)證明是解決自供電裡件設備在極端環境中不可操作性的新興候選，顯示出其在極端工作環境中的顯著兼容性。近和老年來，研究人員通過(guò)合理調控纖維素的物化特做藍性以及制備方法，賦予了纖維素摩擦上街電材料良好(hǎo)的耐受特性，大幅拓展了TENG在各種(zhǒng)極端環境森少條件的先進(jìn)應用。這(zhè)海能對(duì)于拓展纖維素基自供電設備應用領街光域的發(fā)展具有重要意義。

近日，聶雙喜教授課題組在最新一期《Materials市短 Today》上發(fā)表了題為“Harvesting ener我學gy from extreme environmental c線低onditions with cellulosic tri森好boelectric mate紙土rials”的綜述文章。從宏觀纖維束醫鐘到(dào)微觀纖維素大分子鍊的角度探讨了纖維素摩擦電材料調控訊空策略，包括表面(miàn)化學(xué)功能(們校néng)化修飾、離子調控、物理協同作用以從行及力場調控。展示了纖維素摩擦電材料在寬溫度、高濕度、高腐蝕、高輻射等極不你端環境條件下的能(néng)量收們店集和新興應用，以及未來的無限發(fā)展潛力和面(miàn)臨挑戰。

多尺度工程制備具有特殊耐受性的她議纖維摩擦電材料

（一）纖維素摩擦電材料概述

纖維素作為地球上儲量最豐富的可持續生物高術少分子材料，具有獨特的物理多維結構和可控的飛文表面(miàn)化學(xué)優勢，廣泛時術存在于綠色植物等生物質資源中。與其他介電材料相比，通過(guò)多尺度界面藍樹(miàn)工程合理的物化調控，可賦予纖作來維素特定的耐受性，并在寬溫度範圍、高濕度、高輻射、高腐蝕、高沖雪讀擊等各種(zhǒng)極端環境條件下表現出較高的穩定性能(né拍睡ng)。

多尺度纖維的界面(miàn)特性

（二）纖維素摩擦電材料的調控機制

文章從表面(miàn)化學(xué)功能(nén慢地g)化、離子調控、物理協同作用、力場調控四個角度介紹了纖維素摩擦電材料的調這北控策略，總結了賦予纖維素摩擦電材料耐寬溫度、耐高濕度、耐腐蝕輻射、耐沖擊環境條資用件的調控方式。

纖維素的力場調控

（三）纖維摩擦材料在極端環境條件下的應用

大多數摩擦電材料在極端溫度（-196℃醫話，200 ℃）環境條件下運行時(shí)，往往會(huì)面(miàn)臨高志亮溫環境發(fā)生降解、低溫環境發(fā)生脆性斷裂現象，這(zhè)得師嚴重限制了其在極地探險、航空航天等極分明端溫度環境條件下的應用推廣。開(kāi)發睡大(fā)具有耐寬溫度的纖維素摩擦電材料，為在極端溫度男理環境條件下應用的優越可行性和成微呢(chéng)本效益開(kāi)辟了哥通新的前景。

耐寬溫度範圍的纖維素摩擦電材料

TENGs通過(guò)將(jiāng)摩師唱擦振動、旋轉運動、振蕩運動、脹縮運動等多種(zhǒng)機習路械運動轉化為電能(néng)，但摩擦電材料在機械接觸和摩擦過公錢(guò)程中會(huì)産生業黃嚴重磨損，特别是在反複的強機械脈沖作用下，會(hu光雪ì)導緻工作壽命的顯著降低。随著(zhe)自供電器件在可穿戴柔性領域的廣泛應用地聽，對(duì)摩擦電材料的機械耐久性和柔韌性提出了更加嚴格的要求。什看

高機械耐久性的纖維素摩擦電材料

（來源：高分子科學(xué)前明嗎沿）