近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所（以下简称青岛能源所）绿色反应分离与过程强化技术中心研究员李朝旭团队，成功开发出液态金属基自振荡异质膜材料，可用于电磁感应湿环境能量收集。相关成果发表于《先进功能材料》。湖泊和海面的自然蒸发以及植物蒸腾和呼吸作用，使得湿气在大气环境中无处不在。近几年，研究人员深入研究了从环境湿气中收集电能的纳米材料，如碳纳米材料、生物质纳米材料及金属氧化物等，从而为柔性可穿戴电子设备提供持续能源。李朝旭团队以天然多糖海藻酸钠作为表面活性剂，研究了液态金属和二维材料之间的界面作用机制，解决了两者相容性问题。该团队构筑了二维材料/液态金属微纳米液滴的包覆结构，实现了溶剂蒸发诱导液态金属微纳米液滴烧结，同时构筑了二维材料/液态金属异质膜。青岛能源所副研究员李明杰介绍，当科研人员将膜放置于强度为0.5特斯拉的永磁体磁场中时，膜自振荡机械能在外回路中产生的交变电流高达每平方米1360微安。“通过研究，我们发现该异质膜在湿度梯度下具有自发的持续致动能力。经过进一步研究，最终揭示了该膜两侧吸湿体积变化差异是其在湿度梯度下自持续致动的内在机理。”研究人员表示，该研究构筑的高导电自振荡致动器能够在湿环境中收集能量并给微型电子器件供能，可广泛用于湿环境下的能量转化与收集。该成果有效克服了目前湿气发电过程难以持续的问题，不仅有利于推动自持续振荡膜等智能材料的发展，也将推动生物高分子作为能量收集材料的研究与发展。相关论文信息：https://doi.org/10.1002/adfm.202307830（原载于《中国科学报》 2023-12-21 第3版 综合）