近日，国际著名期刊《Nano Energy》（IF：17.88）发表了武汉大学唐炬教授课题组和东华大学熊佳庆教授团队在柔性可穿戴摩擦纳米发电机的最新合作研究成果。论文题目为“Silk inspired in-situ interlocked superelastic microfibers for permeable stretchable triboelectric nanogenerator”（受蚕丝启发的原位互锁超弹性微纤维用于透气可拉伸摩擦纳米发电机）。武汉大学电气与自动化学院李祎副研究员、博士后为论文第一作者，武汉大学为第一作者单位，武汉大学张晓星教授、东华大学熊佳庆教授为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、博士后创新人才支持计划的支持。

构建具有超拉伸、透气、疏水等特性的材料用于摩擦纳米发电机和穿戴/生物界面电子器件有重要意义。传统高电压静电纺丝自然堆积的纳米纤维材料在高形变或拉伸状态下易出现纤维间滑移及脱层现象，纤维基底的高表面粗糙度和较常见的疏水特性也限制了其与各类导电材料的高精度可靠整合及高保真类电子器件的开发。针对这一问题，研究人员基于蚕丝在蚕茧中的宏观无序连续堆叠结构及丝胶对丝素纤维的束缚性赋予蚕茧可扩展/高拉伸加工性的启发，提出利用溶剂化自焊接效应结合同步静电纺丝-静电喷涂制备了具有超弹性（断裂伸长率>3600%，2000%拉伸可回复性）、超疏水（静态接触角154.2°）、透气（90%棉布）的微纤维薄膜（SPSM），并进一步以SPSM为基底结合离子溅射金纳米颗粒、真空抽滤银纳米线-液态金属微球（AgNWs-LM）、丝网印刷微米银片-液态金属微球（AgFKs-LM）构建了具有多元机械、电学稳定性的可拉伸透气导电材料；最后，设计了一种单电极工作模式的可拉伸、透气摩擦纳米发电机（STENG）用于人体运动能量收集及自取能运动传感。

该项成果证实利用共溶剂效应可实现静电纺微纤维结点的自焊接和功能纳米颗粒的原位自组装整合，赋予了纤维网络优异的弹性和抗撕裂性；同时，溶剂蚀刻效应也可实现导电纳/微结构材料与纤维基底的可靠整合，展示了多种导电材料与超疏水、高粗糙度纤维网络间的稳定长效结合，有效提升了可拉伸导体的机械及电学稳定性。该方法对透气可拉伸穿戴/生物界面电子器件不同功能层的可靠整合和界面互配性解决方案提供了新思路。

文章链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285522004256?via%3Dihub

（撰稿：李祎 审稿：徐箭 责编：华小梅）