【RSC Adv. 】基于海藻酸薄膜的可降解摩擦纳米发电机

摩擦纳米发电机基于摩擦起电和静电感应效应的耦合，可有效将自然环境和人体运动的机械能转换为电能，在柔性可穿戴电子设备、植入式电子设备、自驱动检测传感器等方面展现了巨大的应用前景。然而，目前大多数摩擦纳米发电机都基于人工合成的高分子材料，例如PET、PTFE和Kapton等，这些材料不容易降解且不可再生，限制了环境友好型摩擦纳米发电机大规模的应用。

       针对上述问题，中国科学院北京纳米能源与系统研究所张弛研究院团队研发了一种基于海藻酸薄膜的可降解摩擦纳米发电机。海藻酸来自于可再生海洋植物，是一种存在于褐藻类的海带或马尾藻中的天然高分子材料，对环境没有污染，在食品工业和医药领域得到了广泛应用。研究团队首先利用冷冻干燥法制备了海藻酸钙薄膜，研究了不同薄膜厚度和海藻酸钠浓度对于摩擦纳米发电机输出性能的影响及其降解性能，实验结果表明其降解时间可以通过改变薄膜厚度和温度等条件进行调控。此外，研究团队还设计了一种基于海藻酸的密闭振动发电机，研究了不同振动频率和单元个数对于发电机输出的影响，适合于收集海洋波浪低频运动的能量。该研究工作为发展可降解和环境友好型摩擦纳米发电机提出了一种新的思路，扩展了其在蓝色能源领域的应用。相关成果发表在RSC Advances期刊（DOI:10.1039/C7RA13294H）。