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液態(tài)金屬基自振蕩異質(zhì)膜可用于濕環(huán)境能量收集

文章來源：科技日報(bào) 更新時(shí)間：2023-10-24 14:50:50

科技日報(bào)訊（記者宋迎迎通訊員李明杰車欣鵬）10月22日，記者從中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所（以下簡稱青島能源所）獲悉，該所綠色反應(yīng)分離與過程強(qiáng)化技術(shù)中心李朝旭研究員帶領(lǐng)的高端材料制造組群研究團(tuán)隊(duì)，成功開發(fā)液態(tài)金屬基自振蕩異質(zhì)膜材料，可用于電磁感應(yīng)濕環(huán)境能量收集。相關(guān)成果于近期發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》上。

　　青島能源所研究團(tuán)隊(duì)以天然多糖（海藻酸鈉）作為表面活性劑，研究了液態(tài)金屬和二維材料之間的界面作用機(jī)制，解決了兩者相容性問題。科研人員構(gòu)筑了二維材料/液態(tài)金屬微納米液滴的包覆結(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)了溶劑蒸發(fā)誘導(dǎo)液態(tài)金屬微納米液滴燒結(jié)，同時(shí)構(gòu)筑了二維材料/液態(tài)金屬異質(zhì)膜。

　　“通過研究，我們發(fā)現(xiàn)該異質(zhì)膜在濕度梯度下具有自發(fā)的持續(xù)致動(dòng)能力。經(jīng)過進(jìn)一步研究，最終揭示了該膜兩側(cè)吸濕體積變化差異是其在濕度梯度下自持續(xù)致動(dòng)的內(nèi)在機(jī)理。”青島能源所副研究員李明杰介紹，當(dāng)科研人員將膜放置于強(qiáng)度為0.5特斯拉的永磁體磁場中時(shí)，膜自振蕩機(jī)械能在外回路中產(chǎn)生的交變電流高達(dá)每平方米1360微安。

　　該研究構(gòu)筑的高導(dǎo)電自振蕩致動(dòng)器能夠在濕環(huán)境中收集能量并給微型電子器件供能，可廣泛用于濕環(huán)境下的能量轉(zhuǎn)化與收集。該成果有效克服了目前濕氣發(fā)電過程難以持續(xù)的問題，不僅有利于推動(dòng)自持續(xù)振蕩膜等智能材料的發(fā)展，也有望推動(dòng)生物高分子作為能量收集材料的研究與發(fā)展。

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