近期，我校纺织学院副教授李召岭在柔性摩擦纳米发电机驱动可穿戴电子产品的研究方面取得重要进展，相关成果以“Nanofibrous membrane constructed wearable triboelectric nanogenerator for high performance biomechanical energy harvesting”为题，发表在国际纳米材料和能源领域著名期刊Nano Energy，2017, 36, 341-348(IF=11.55)上，东华大学为唯一署名单位。

高效人体机械能收集装置结构示意图

目前人们对可穿戴装置日益表现出浓厚的兴趣，越来越多的电子产品和功能化器件被应用到可穿戴领域。各种电子设备及系统不断朝着微型化、便携化、多功能化等方向发展，如何为这些微型功能器件提供持续有效、安全方便、绿色环保的电源成为可穿戴和电子信息领域中亟待解决的问题。摩擦纳米发电机具有绿色高效、材料选择范围广、制备工艺简单等优点，可以有效捕捉人体运动的机械能，为可穿戴电子产品提供持续稳定的电能，是解决可持续能源供给的有效途径。较传统高分子薄膜，静电纺纤维膜成本低廉、比表面积高、透气性好且纤维形貌结构多样，可作为制备摩擦纳米发电机的理想材料。

纺织学院李召岭老师、硕士生沈家力等人通过静电纺丝技术，分别制备出摩擦电负性PVDF和电正性PAN纳米纤维，通过表面涂层、酸碱刻蚀和接枝改性等工艺手段，得到表面带有多级粗糙、内部具有网状互粘结构且表面疏水的复合PVDF/PDMS及PAN/PA6纳米纤维膜，组装成柔性摩擦纳米发电机，器件有效作用面积为16cm²，当用手掌轻轻拍动时，可以产生540V的开路电压和110µA 的短路电流，能够稳定点亮560盏LED灯。把两种复合纤维膜组装成可穿戴发电鞋垫，能够高效收集人体走路产生的机械能，稳定点亮400盏LED灯。同时，摩擦纳米发电器件能够与普通织物进行复合，有效收集人体抖动或衣服摩擦过程产生的机械能。基于柔性摩擦纳米发电机的自驱动系统可以驱动体温计和手表等电子产品正常工作，为可穿戴领域的能源供应提供了高效环保的新选择。

该项研究工作得到了国家自然科学基金、中央高校基础研究基金，东华大学励志计划等项目的大力资助。