纳米发电机之父——「六院院士」王中林领衔！纳米能源所/东华大学Nature子刊 | 六种半结晶聚合物与接触起电关联！

本文针对接触起电这一普遍存在的自然现象，在半结晶聚合物中的演化规律和内在机制认识不足的问题展开研究。研究目的旨在建立材料本征性质（分子极性能带结构等）与接触起电性能的构效关系，为高性能聚合物介电材料的设计提供理论指导。主要结论包括：开发了标准化的多尺度定量表征策略，实现了接触诱导电荷的精确测量与空间可视化；系统研究了六种半结晶聚合物（PE、PVC、PVA、PP、PAN、PS）的本征性质与接触起电性能的关联；提出了“界面电荷转移-体相电荷传输”两步连续模型，完整描述了接触诱导电荷从产生到收集的全生命周期；揭示了功能基团类型决定分子极性和能带结构，从而主导界面电荷转移能力，而聚集态结构决定体相电荷传输行为；阐明了界面能级对齐差异是电子转移的根本驱动力，体相中载流子通过局域态陷阱间的跳跃传导机制传输。该研究深化了对接触起电物理本质的理解，为设计下一代高性能摩擦纳米发电机提供了理论基础。