近日，陕西科技大学生物质与功能材料研究所王学川、刘新华、岳欧阳等人报道了一种基于按需调整的负泊松比结构的高效摩擦电纳米发电机。本研究制备的基于负泊松比超材料的摩擦纳米发电机（Auxetic-TENG），成功克服了复杂弯曲操作中功率密度低与形变失配的集成问题，相比常用正泊松比材料可更高效吸收并转化机械能为电能，具有更优异的发电效率和检测灵敏度。相关研究成果发表于国际能源领域顶级期刊Nano Energy上。

图1 Auxetic-TENG的结构及工作机理示意图

  摩擦纳米发电机（TENG）的信号强度和功率密度提升一直是广泛研究的热点，主要集中在极性/介电材料的选择和复杂结构设计方面。在结构设计方面，酸碱蚀刻、光刻、激光打印等技术代表了该领域的关键方向。然而，这些技术的高昂制备成本限制了TENG的广泛应用。负泊松比超材料是一类特殊的材料，其泊松比小于零，在外力作用下展现出与传统材料不同的力学特性。具体来说，在单轴压缩下，这些材料会发生横向收缩，而在单轴拉伸时则会横向膨胀。这种被称为“拉胀效应”的反直觉变形行为赋予了它们卓越的力学性能，并为负泊松比材料在TENG中的应用提供了潜在的基础。

图3 Auxetic-TENG弯曲形变下的输出性能

  原文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2025.110648