摩擦纳米发电机（TENG）在物联网、人机交互、人工智能等诸多领域有着广泛的应用前景。聚合物基复合材料具有柔性、易加工、并可与多种添加剂复合实现性能调控的优点，被广泛应用于新型摩擦电器件。目前，摩擦纳米发电机的性能提升可通过提高摩擦电材料的介电常数或增大摩擦电材料间的摩擦极性差异来实现，但摩擦材料在介电常数提升过程中通常会伴随着摩擦材料间极性差异的降低。因此，研究者提出了一种分层设计策略，通过在高介电常数的复合物基底上构建摩擦电涂层，使复合材料具有高介电常数的同时仍保持摩擦材料之间大的极性差异，从而使得器件的输出性能得到显著提升，可望在生物机械能采集和智能家居系统等领域获得应用。相关研究成果在国际著名学术期刊《Nano Energy》上以“Hierarchically designed nanocomposites for triboelectric nanogenerator toward biomechanical energy harvester and smart home system”为题发表。2019级直博生郑智鹏为论文的第一作者，郭益平教授为该论文的通讯作者。该项研究得到了上海市科委重点基础研究项目（No.20JC1415000），国家自然科学基金重点项目（52032012）和上海交通大学科技创新基金的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107047

 

图片摘要：PVDF@BT纳米复合物经分层设计后，优化了介电常数与摩擦极性对器件输出性能的影响，制备的TENG器件可驱动液晶调光膜，使其在不透明态和透明态之间快速转换。

上海交通大学 材料科学与工程学院