随着世界逐步进入物联网时代，各种可穿戴生物电子产品也掀起了一场个性化医疗保健的革命。然而，这一快速发展的新兴领域却因为没有一种较为普及的、可穿戴、可持续化的能量供给而受到限制。尽管摩擦纳米发电机（TENG）的发明推动了这一领域的发展，但发电效率却一直成为其应用推广的障碍。并且现有的增强方式如表※面物理修饰、化学修饰、陶瓷掺杂等都存在一定程度的缺陷，使得其无法广泛、长久地应用在可穿戴电子器件中。

图1. 活性炭掺杂在PVDF中提高其介电常数

针对这一问题，近日，材料科学与工程学院杨维清教授团队提出一》种新的增强方案，通过在聚偏氟乙烯（PVDF）中掺杂高比表面积的活性炭，从而控制其介电常数，进而增强TENG的输出性能。经过测试，掺杂后的PVDF制备的TENG功率提高了9.8倍。并且其优★异的性能无论是在能量收集方面还是作为传感器监测人体动作，都表现出良好的结果。相关研究成果以“Manipulating Relative Permittivity for High-Performance Wearable Triboelectric Nanogenerators”为题发表在国际著名期ξ刊Nano Letters（IF：11.238）上，并被选为封面论文。Nano Letters是世界纳米材料公认的老牌顶级旗舰期刊。该工作受到了国家自然科学基金、西南交通大学材料学院的大力支持。

（论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.0c01987）

图2. 介电增强的PVDF薄膜在可ζ　穿戴TENG的应用及其制备过程

图3. 介电增强TENG用于能量收集及人体运动检测

团队介绍：

杨维清，西南交通大学材料科学与工程学院教授/博导，四川省第十二『届政协委员，四川省杰出青年，2007和2011年分别获得四川大学○硕士和博士学位，2011-2014年先后在电子科技大学和美国佐治亚理工学院从事博士后，2014年4月引进到西南交通大学材料学院教授博导，主要从事︽纳米能源材料与功能器件的应用基础研究。近年来，在Adv. Mater.（IF: 27.398）, ACS Nano (IF: 14.588），Nano Lett.（IF: 11.238）, Adv. Funct. Mater. (IF: 16.836)等国际著名刊物上发表SCI收录论文共计160余篇，其中影响因子IF>10论文40余篇，ESI高被引论文11篇，引用5600余次(Google Scholar)。主持国家自然基金、四川省杰出青年基金项目、教育部留学回国人员启动基金项目等多项省部级项目，担任科技部重大研发计划项▅目会评专家和国家科技奖评审专家。申请专利40余项(已授权18余项)。所做的工作被美国知名网站美国国家自然基金委（NSF)、Newscientist，CCTV等近20家媒体专╲题报道，受到法国路透社，中国科学①网、中国储能网、中国网、新华网、人民网、凤凰网等多家国内外媒体关注。也是Newscientists（科技媒体世界排名第一，见百度）首次报道西南交通大学的科研工作。相关科研成果在北京科技展和中关村科技展上，受到国务院副总理刘延东、中科』院院长白春礼院士和中科院北京分院院长何岩院士的高度评价，受邀参加中国国际广播电台名人坊节目专访。

课题组网站：https://faculty.swjtu.edu.cn/yangweiqing/zh_CN/index.htm