近日，河南大学程纲教授团队在液滴摩擦纳米发电机领域取得新进展，研究成果以《Nanoengineered Surfaces for Robust Droplet TENGs: Mitigating Contamination and Improving Longevity》为题，在国际知名期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）上发表（DOI: 10.1002/adfm.202419050）。该研究通过表面结构设计和改性，显著提升了液滴摩擦纳米发电机的抗污染能力，为环境能量收集技术提供了新思路。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202419050

液滴摩擦纳米发电机可以利用液滴与材料表面接触分离时产生的摩擦电效应，将水滴动能高效转化为电能，为微能源收集和自供电传感系统提供可持续能源解决方案。然而，传统液滴摩擦纳米发电机的功能层易受水渍残留污染，导致发电性能急剧下降，严重限制了其实际应用。

针对这一问题，研究团队创新性地提出了一种抗污染液滴摩擦纳米发电机，构建具有防污特性的微纳结构表面，接触角达155°，滑动角仅5.3°。水滴可以在器件表面快速滑落，减少残留物沉积，显著提升了器件的抗污染性能。经过10,000次液滴冲击后，器件仍保持93%的发电性能，而参照样器件性能下降53%。

图一：水滴在抗污染表面与未处理表面的润湿性对比

该研究解决了液滴摩擦纳米发电机面临的表面污染导致性能衰减的难题，为复杂自然环境中稳定工作的能量收集设备提供了一种可行方案。

崔鹏教授和程纲教授为论文通讯作者。研究得到国家自然科学基金、河南省自然科学基金优秀青年科学基金等项目的支持。