随著(zhe)移動電子産品、可穿戴設備等的飛速發(fā)展，人不劇們對(duì)便捷、可持續的供電需求日益增長(c離師háng)。尤其是電子織物、電子服金現裝，其發(fā)展離不開(kāi)供電設備的小型化山讀和柔性化。因此，通過(guò)壓電、摩擦電、熱電、光電等效應，選擇設計具有微雪低納米結構的材料和器件，收集和存儲環境中未被(bèi)充那機分利用的機械、物理等能(néng)量為電子設備供電，這(zhè)種(zhǒn也花g)綠色、可持續的納米發(fā)電機成(chén樂不g)為近年來的前沿熱點研究方向(x放木iàng)之一。

基于摩擦起(qǐ)電效應和靜電感應效應的摩舊長擦納米發(fā)電機（TENG），具有電能(n低書éng)輸出和能(néng)量轉換效率間從高、成(chéng)本低、制備簡易等特點，被(bèi)認為喝視是具有廣闊前景的能(néng)低市源捕獲裝置。

摩擦納米發(fā)電機由兩(liǎn資資g)種(zhǒng)極性不同的材話樂料組裝而成(chéng)，其正極材料師離通常為金屬（如銀、銅、鋁）或金屬氧化物（如氧在術化鋅、氧化铟錫）。然而，金屬在環境中易被(bèi件通)氧化、腐蝕，且金屬氧化物柔韌性欠佳，從而影響到(dào)TENG電明的穩定性及應用領域。因此，具有優良穩定性和可塑離是性的高分子正極材料開(kāi)始筆了受到(dào)關注，如聚酰胺、纖維素和聚吡咯等。然而，相比金屬正極材料，高分子相冷作為正極材料的TENG的電信号輸出要低得多。因此，亟需提高全高分子基的TE唱藍NG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 子唱Sarah Gong教授（通訊作者）、Qifeng Zheng博士和華章哥南理工大學(xué)Liming Fang訪問教授得湖（共同第一作者）報道(dào)了一種(zhǒng)基于會購高分子氣凝膠的柔性摩擦納米發(fā)電機（A-NG）。其正微都極材料為纖維素（CNF）或殼聚糖（CTS）氣為說凝膠膜，負極材料為多孔聚二甲基矽氧烷（PDMS）或聚酰亞胺（PI）氣凝膠。相比腦秒對(duì)應的實心結構電極，氣凝膠電極顯著提高了摩擦納個討米發(fā)電機的輸出功率達11倍這票。

基于高分子氣凝膠的摩擦納米發(fā)電機（A-NG）坐下的示意圖

該論文還(hái)比較了高分子氣凝膠電極的材料類型、孔隙率及比表面(miàn謝舞)積等因素對(duì)TENG電性能(nén請店g)的影響，發(fā)現随著(zhe)正不票負電極材料極性差異和孔隙率的提高，A-NG的輸出電壓急劇增加科照。其中孔隙率為86%的殼聚糖與孔隙率為92%的PI組裝的A-N土森G，在受到(dào)~0.03 MPa壓力的醫大作用下，可輸出60.6V的電壓和7.7μA的電冷草流，其面(miàn)積功率密度達到快她(dào)2.33W/m2，足以驅動LE近機D等器件或為電容器充電。

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

該工作首次將(jiāng)高分子多孔材料同土高時(shí)用作摩擦納米發(fā)電機的正負極，資妹并分析了材料孔隙對(duì)TENG電信号輸出的影響機理。在正負電極接觸森友分離過(guò)程中，除了接觸制到表面(miàn)産生的正負靜電荷，同時(shí)孔表面(miàn)因為靜電湖金感應效應亦會(huì)産生額外電荷，高比表面(miàn)累計的額外電荷街音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，該工作通過(g老機uò)化學(xué)氣相沉積法，對(duì)纖維素氣凝膠孔隙表農東面(miàn)進(jìn)行氨基矽烷化改性，提高其正電極性吃雜，使得TENG的電信号輸出相比改性前提高了3倍。

基于多孔高分子氣凝膠的A-NG的摩擦小空發(fā)電機理示意圖

該研究利用環保的天然高分子取代昂貴、易但光腐蝕的金屬作為正極材料，通過(guò)改變氣凝膠腦自孔隙率和表面(miàn)化學(xué)改性等快中簡單方法，調控摩擦納米發(fā)電機的電輸出性能(néng)，對(duì)研能吃發(fā)新型電極材料、發(fā)化上展高性能(néng)柔性能(néng)源捕獲器件有參考愛都價值。