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  近日，陜西科技大學(xué)生物質(zhì)與功能材料研究所王學(xué)川、劉新華、岳歐陽等人報道了一種基于按需調(diào)整的負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)的高效摩擦電納米發(fā)電機。本研究制備的基于負(fù)泊松比超材料的摩擦納米發(fā)電機（Auxetic-TENG），成功克服了復(fù)雜彎曲操作中功率密度低與形變失配的集成問題，相比常用正泊松比材料可更高效吸收并轉(zhuǎn)化機械能為電能，具有更優(yōu)異的發(fā)電效率和檢測靈敏度。相關(guān)研究成果發(fā)表于國際能源領(lǐng)域頂級期刊Nano Energy上。

圖1 Auxetic-TENG的結(jié)構(gòu)及工作機理示意圖

  摩擦納米發(fā)電機（TENG）的信號強度和功率密度提升一直是廣泛研究的熱點，主要集中在極性/介電材料的選擇和復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計方面。在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，酸堿蝕刻、光刻、激光打印等技術(shù)代表了該領(lǐng)域的關(guān)鍵方向。然而，這些技術(shù)的高昂制備成本限制了TENG的廣泛應(yīng)用。負(fù)泊松比超材料是一類特殊的材料，其泊松比小于零，在外力作用下展現(xiàn)出與傳統(tǒng)材料不同的力學(xué)特性。具體來說，在單軸壓縮下，這些材料會發(fā)生橫向收縮，而在單軸拉伸時則會橫向膨脹。這種被稱為“拉脹效應(yīng)”的反直覺變形行為賦予了它們卓越的力學(xué)性能，并為負(fù)泊松比材料在TENG中的應(yīng)用提供了潛在的基礎(chǔ)。

圖3 Auxetic-TENG彎曲形變下的輸出性能

  原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2025.110648