近日，我院孙旭辉教授课题组在国际知名期刊《ACS Nano》上发表的研究成果“Liquid-Metal-Based Super-Stretchable and Structure-Designable Triboelectric Nanogenerator for Wearable Electronics”被《Chemical & Engineering News》报道。
随着社会的进步和人们生活水平的提高，柔性电子器件和智能可穿戴产品受到越来越多的关注。与此同时，这些产品的供电设备对柔性及可拉伸性的需求也日益增长。孙旭辉教授课题组针对这一热点问题提出了一种基于液态金属的可拉伸摩擦纳米发电机，为可拉伸的能源设备提供了有效的解决途径。在这项工作中，助理研究员文震（通讯作者）带领硕士研究生杨艳琴（第一作者）、孙娜（共同一作）等在李述汤院士（共同通讯）和孙旭辉教授（共同通讯）指导下利用液态金属极低的杨氏模量使得器件具备优异的拉伸性（可拉伸至原长的三倍），同时液体的流动性也确保了电极在不同形变程度下仍具有良好的导电性和连续性。在众多液态金属中，研究者们选用了液态金属镓铟锡合金，它会在空气中迅速氧化并在其表面形成致密的氧化层。研究者们发现，氧化层可以有效保护内部液态金属防止其进一步氧化，同时也可以防止液态金属从硅胶的空隙中渗透出去。与其他液态电极的摩擦纳米发电机相比，这些特性使得液态金属摩擦纳米发电机的稳定性有了很大程度的提升。该液态金属摩擦纳米发电机同时具备优异的电输出性能。当工作频率为3 Hz时，器件的开路电压可达到354.5 V，短路电流和电量分别可以达到15.6 μA和123.2 nC。为了进一步推广应用，研究者们已经设计了三种形式的摩擦纳米发电机（块状、纤维状、环状）用于收集人体不同部位运动产生的机械能，从而全面保障了可穿戴电子设备的能量来源。
报道链接：https://cen.acs.org/articles/96/i9/Liquid-metal-electrode-makes-superstretchy.html
文章链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.8b00147
责任编辑：向丹婷