武汉纺织大学徐卫林院士、夏良君教授AM:仿生结构织物实现高效全天候湿气发电
高分子科学前沿
2025-12-29 10:10
文章摘要
背景:随着柔性电子设备的发展,从环境中获取持续稳定的电能成为重要挑战。湿气驱动发电机虽可利用广泛水循环,但面临功率输出低、稳定性差,尤其是水分吸附饱和后发电中断的难题。研究目的:武汉纺织大学徐卫林院士、夏良君教授团队旨在开发一种高效、稳定的全天候湿气发电装置,通过仿生不对称光热结构,模拟植物蒸腾作用以维持定向湿度梯度,实现高功率输出和长期稳定运行。结论:研究成功制备了CF@PPy@PDA复合材料,在60%相对湿度和光照下实现0.74V开路电压和0.72mA短路电流,驱动LED持续发光超24小时。该装置通过聚吡咯涂层和聚多巴胺结构性彩色薄膜的不对称设计,形成稳定湿度梯度驱动离子迁移,夜间依靠亲水性差异持续发电,展现出高机械稳定性和可集成性,为可穿戴电子设备提供了创新的自供电解决方案,未来有望应用于物联网传感器和智能纺织品。
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