从人体运动中获取能量被认为是为便携式电子产品、生物医学设备和物联网智能对象提供动力的一种极有前途的方案。然而，目前最先进的机械能量收集装置通常工作在远远超出人类活动频率的范围（>10Hz）。
近日，美国宾夕法尼亚州立大学Qing Wang，Chang Kyu Jeong，武汉理工大学陈文教授报道了一种由水凝胶中阴离子和阳离子离子的层状结构形成的水凝胶离子二极管。
文章要点
1）有限元分析结果显示，水凝胶离子二极管的基本机制包括可移动的阳离子和阴离子形成耗尽区，以及随后机械压力增加了整个耗尽区的内建电位。
2）由于嵌入碳纳米管和银纳米线电极提高了离子整流比，水凝胶离子二极管在0.01 Hz处的功率密度达到了5 mW cm−2，电荷密度约为4 mC cm−2，比目前的能量收集器件高出几个数量级。
3）研究人员展示了自供电水凝胶离子二极管在触觉传感、压力成像和触摸板中的应用，传感极限低至0.01 kPa。
这项工作有望为电子和能源设备中基于离子电流的离子电子学开辟新的机遇。
参考文献
Yong Zhang, et al, Hydrogel Ionic Diodes toward Harvesting Ultralow-Frequency Mechanical Energy, Adv. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adma.202103056
https://doi.org/10.1002/adma.202103056.
