解决能源问题的一个有用的方向是有效地重复利用生物材料用于机械能量收集和传感应用。

近日，北京科技大学Xia Cao，王宁教授，中国科学院北京纳米能源与纳米系统研究所的人员报道了设计了一种基于羽毛的单电极模式摩擦电纳米发电机（TENG） (F-STENG)。

文章要点

1）制造工艺简单，保留了一些没有经过独特设计的羽毛的特点，比如轻便和自愈。同时，F- STENG的羽毛是一种天然材料，具有不同于其他摩擦电纳米发电机的聚合物材料的环境友好性。此外，F- STENG还具有超强的耐用性。

2）F-STENG的电压和短路电流分别为90 V和3.5 µA。一个F-STENG的最大输出功率为0.12 mV。此外，F-STENG的输出电压随着湿度的变化呈线性变化，从而可以感知环境中的水分，其系数为0.968。

3）根据羽毛的个体物理结构，F-STENG在受损后具有自修复的能力，自修复前后的输出性能几乎没有降低，因此具有极好的抗毁性。此外，当F-STENG放在生物体上时，它仍然具有良好的输出性能和传感特性，这扩大了TENG在微生物上的应用范围。

4）研究人员最后组装了一个基于F-STENG的风车，该风车可以有效地将风能转化为电能，功率密度为0.62 mW g⁻¹。

这项研究所开发的F-STENG为开发自供电传感器和器件用于军事、工业、交通和日常生活中等应用提供了一条有效的途径。

参考文献

Jiaqing Zhu, et al, A Self-Healing Triboelectric Nanogenerator Based  on Feather for Sensing and Energy Harvesting, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202100039

https://doi.org/10.1002/adfm.202100039