在植物和环境之间建立智能接口对于实时监测植物的健康状态至关重要，特别是在农业高产方面。尽管各种传感器的进步使得自动化监控成为可能，但为这些电子设备开发可持续的电源仍然充满极大的挑战。
近日，新加坡南洋理工大学Pooi See Lee教授，浙江大学应义斌教授报道了一种防水透气摩擦电纳米发电机（WB-TENG）。其具有机械柔顺性和极强的静电附着性，可以共形自附着在植物叶片上，将环境能量（风能和雨滴）转化为电能。
文章要点
1）WB-TENG由涂覆在聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物（PVDF-HFP）/氟化碳纳米管（F-CNT）薄膜（PHFC）上的碳纳米管（CNT）电极组成，作为摩擦电活性层。为了增强WB-TENG与植物叶片之间的粘附性，还附加了一层PHFC薄膜作为基质。
2）研究人员通过PVDF-HFP的电纺丝和F-CNT的电喷涂制备了PHFC薄膜。电喷涂技术使F-CNT微球均匀嵌入PVDF-HFP纳米纤维之间。由于PVDF-HFP多孔网络固有的疏水性和纳米纤维结构，PHFC薄膜具有持久的防水和透气性能。富含氟化基团的F-CNT微球不仅提高了PHFC薄膜的表面粗糙度，而且增强了薄膜的三聚氰胺负性，从而改善了WB-TENG的疏水性，提高了WB-TENG的输出性能。
3）具有超轻、静电粘附和透气性的顺应性WB-TENG可以在不影响植物内在生理活动的情况下共形自附着在植物叶片上，能够从风能和雨滴中获取典型的环境能量。此外，它还可以作为无线植物传感器的可持续电源，为构建自供电的“智能农业”系统提供可靠的基础。
参考文献
Lingyi Lan, et al, Breathable Nanogenerators for an On-Plant Self-Powered Sustainable Agriculture System, ACS Nano, 2021
DOI: 10.1021/acsnano.0c10817
https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c10817
