青島能源所開發液態金屬基異質膜用于濕環境能量收集

　　近日，中國科學院青島生物能源與過程研究所（以下簡稱青島能源所）綠色反應分離與過程強化技術中心研究員李朝旭團隊，成功開發出液態金屬基自振蕩異質膜材料，可用于電磁感應濕環境能量收集。相關成果發表于《先進功能材料》。

　　湖泊和海面的自然蒸發以及植物蒸騰和呼吸作用，使得濕氣在大氣環境中無處不在。近幾年，研究人員深入研究了從環境濕氣中收集電能的納米材料，如碳納米材料、生物質納米材料及金屬氧化物等，從而為柔性可穿戴電子設備提供持續能源。

　　李朝旭團隊以天然多糖海藻酸鈉作為表面活性劑，研究了液態金屬和二維材料之間的界面作用機制，解決了兩者相容性問題。該團隊構筑了二維材料/液態金屬微納米液滴的包覆結構，實現了溶劑蒸發誘導液態金屬微納米液滴燒結，同時構筑了二維材料/液態金屬異質膜。

　　青島能源所副研究員李明杰介紹，當科研人員將膜放置于強度為0.5特斯拉的永磁體磁場中時，膜自振蕩機械能在外回路中產生的交變電流高達每平方米1360微安。“通過研究，我們發現該異質膜在濕度梯度下具有自發的持續致動能力。經過進一步研究，最終揭示了該膜兩側吸濕體積變化差異是其在濕度梯度下自持續致動的內在機理。”

　　研究人員表示，該研究構筑的高導電自振蕩致動器能夠在濕環境中收集能量并給微型電子器件供能，可廣泛用于濕環境下的能量轉化與收集。該成果有效克服了目前濕氣發電過程難以持續的問題，不僅有利于推動自持續振蕩膜等智能材料的發展，也將推動生物高分子作為能量收集材料的研究與發展。

　　相關論文信息：https://doi.org/10.1002/adfm.202307830