马明国课题组：摩擦纳米发电机上取得新进展

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近日，我校生物质清洁利用研究中心在摩擦纳米发电机上取得新进展。该研究以“A Stretchable Highoutput Triboelectric Nanogenerator Improved by MXene Liquid Electrode with High Electronegativity”为题，发表在材料领域一区TOP期刊Advanced Functional Materials（影响因子16.836）上。材料学院林产化工学科博士生曹文涛为论文第一作者；马明国教授为通讯作者，中科院北京纳米能源与系统所和同济大学附属第十人民医院等机构的学者参与了上述研究。该研究得到了北京林业大学科技创新计划以及国家重点研发计划的资助。

        摩擦纳米发电机（TENGs）是一种新型高效的能量采集器件，可以有效的将机械能转化为电能，同时提供了一种新型的自驱动传感机制，可以实现无需外部电源供给下的信号感知，对解决电子器件能源供给问题提供了无限的可能。该研究基于MXene具有高导电性和高电负性的特性，以纳米纤维素/MXene分散液为液体电极，设计了一种具有高输出性能的可拉伸单电极摩擦纳米发电机，并作为电子器件能源供给平台构建了柔性可穿戴自驱动传感系统。制备的器件可以承受卷曲、拉伸、扭转等多种形变，在手动拍打硅胶收集能量的情况下，可以同时点亮230盏LED灯。摩擦纳米发电机具有优异的机械能收集性能，用手拍打硅胶收集能量，可以在60 s内将22 μF容量的电容器充电到3.0 V，采集的电量能够用于驱动电子手表正常运行60 s，并且可以成功点亮发光牛角发卡。可以作为自驱动传感器，结合无线模块和NFC天线，对人体各种运动（如手指弯曲、手腕弯曲、颈部运动、膝盖弯曲等）实现远程、无线、精准监控。该工作为构建可拉伸电源和自供电传感器提供了一种新的方法，在机器人技术、人体运动学和生物力学等不同领域具有潜在的应用前景。

        生物质清洁利用研究中心围绕“四个面向”，以“清洁、绿色、经济、可持续”为思想，长期坚持开展生物质清洁利用研究，进行原始性创新，服务产业发展。
论文下载链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202004181

撰稿：曹文涛

审稿：马明国

        文章来源：北京林业大学

        马明国，北京林业大学材料科学与技术学院教授、博士生导师，教育部新世纪优秀人才计划入选者、北京市科技新星计划入选者、北京市高等学校青年英才计划入选者、北京林业大学首批杰出青年人才培育计划入选者、石河子大学绿洲学者（C类）。主要从事纤维素基功能复合材料相关研究。已发表SCI收录论文100余篇，他引1000余次，申请国家发明专利11件，获授权国家发明专利5件。参与编写英文专著10部。国家自然科学基金、北京市自然科学基金以及浙江省自然科学基金通讯评议专家。主持完成国家自然科学基金面上项目等课题14项，作为学术骨干参与国家重点基础研究发展计划(973计划)、国家“十二五”科技支撑计划等项目7项。