广西大学王双飞院士团队Nano Energy综述：液态金属基摩擦电纳米发电机-Qingshan Duan

能源消费需求的快速增长刺激了对能源收集技术的新要求。其中，摩擦电纳米发电机(TENGs)作为一种很有前途的可持续能源收集装置，因其将机械能有效地转化为电能而受到越来越多的关注。这种兴趣的激增进一步推动了对新材料和制造技术的探索。由于液态金属具有独特的流动性和导电性，液态金属基摩擦纳米发电机(LM-TENGs)在导电性、柔韧性、高稳定性和功能性等方面具有显著的优势，显示出巨大的应用潜力。

在这篇综述中，王双飞院士团队对LM-TENGs用于能量收集及其新兴应用进行了系统综述。系统总结了LM基摩擦电材料及LM-TENGs的最新进展。介绍了LM基摩擦电材料的发展和特点，以及利用LM提高TENGs性能的原理和设计方法；全面研究了LM基摩擦电材料的图案化、封装、共混等方法；详细描述了LM-TENGs在能量收集、电子纺织品、电子皮肤和自供电传感器等方面的应用和发展趋势；系统讨论了该领域存在的关键问题和面临的挑战，并对未来的发展进行了展望。相关文章以“Liquid metal-based triboelectric nanogenerators for energy harvesting and emerging applications”为题发表在国际期刊《Nano Energy》上。2022级硕士研究生许贝为第一作者，聂双喜教授、段青山博士为通讯作者，彭伟卿、何娟霞、张叶、宋旭玲、栗剑锋、章志君、罗懿、蒙香江、蔡晨晨、刘艳华、韦芷婷参与研究。

【文章要点】

一、先进的LM基摩擦电材料由于LM具有优异的导电性、柔韧性和自愈性，LM基摩擦电材料具有良好的柔韧性、拉伸性、高稳定性、多功能性等优点。

二、LM基摩擦电材料的设计方法通过广泛的研究，LM的加工方法，如图案化(印刷，3D打印)，封装(容器包装，嵌入弹性体，注入中空纤维，软光刻)和共混，可以构建LM的宏观液体、微球和纳米球，为制造各种先进的LM基摩擦电材料提供了可能。

三、LM-TENGs的新兴应用近年来，由于LM基摩擦电材料具有柔韧性、通用性、高导电性和稳定性等优异性能以及丰富的设计方法，LM基摩擦电材料得到了越来越广泛的应用。这包括用于收集人类运动和环境动能的的可持续电源、电子纺织品、电子皮肤以及自供电传感器。

四、结论与展望近年来，集成了金属和流体特性的LM的优势变得越来越明显，它已被集成到TENGs中。本文综述了基于LM的摩擦电材料和LM-TENGs设计的研究进展，以及它们在能量收集、电子纺织品、电子皮肤和自供电传感器等方面的应用。尽管仍然存在挑战，但近年来LM基摩擦电材料的快速发展预示着LM-TENGs的前景广阔。在这个方向上的持续研究有望在柔性机器人、皮肤和生物相容性医疗设备等领域进行应用。在不久的将来，LM-TENGs将扩展到热流体、增材制造等更多的领域。