Med utvecklingen av miniatyr, bärbara elektroniska apparater och den växande efterfrågan på sensorer med låg effekt har energi som skördar från den omgivande miljön för att driva elektroniska produkter med låg energi och utveckla självförsörjande tekniker blivit en forsknings hotspot. Traditionell elektromagnetisk energiavstage kräver kräver kräver kräver kräver kräver kräver krävda kräver krävda kräver krävda kräver krävda kräver krävda krävda kräver Komplex utrustning, medan det fastfasta gränssnittet Triboelecticity står inför frågan om materialkläder under långvarig friktion. Ny forskning tyder på att mekanisk energikörning baserad på dynamiska elektriska dubbelskikt vid gränssnittet med fast vätska kan ta itu med dessa problem. Mekanismen för dynamisk elektrisk dubbelskiktsenergi skörd förblir emellertid oklar och dess prestanda behöver ytterligare förbättras.
Ett team ledd av forskaren Li Zhaoxu från Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology, kinesiska vetenskapsakademin, använde joniska vätskor för att delvis lösa upp och smälta cellulosananofibrer (CNF) för att framställa en CNFs porös jonisk gel med hög kompressiv elasticitet och hög jonkonduktivitet . Studien fann att genom att kontrollera mängden jonisk vätska kan vätningsegenskaperna hos den flytande metallen av Ga-In-legeringen och den joniska gelgränsytan moduleras, vilket gör att den flytande metallen kan komma in i de inre porerna i den joniska gelén under yttre mekanisk kraft. När den yttre kraften avlägsnas kan den flytande metallen dra sig ur gelporerna genom sin inre kohesion och återgå till sin ursprungliga form.
Med användning av GA-in-legeringsvätskemetallen som en dynamisk elektrod och fast platina som en fast elektrod orsakar interaktionen mellan den flytande metallen och det porösa jongelskiktet under mekanisk spänning en förändring i dubbelskiktet, vilket leder till laddningsrörelse och elektricitet generation. Ytterligare studier avslöjade att asymmetrin för det dubbla skiktet vid GA-in-legerings flytande metalldynamisk elektrod och den platina fasta elektrodytan i både tid och utrymme är nyckeln till elproduktion. Forskningen visade att genom att optimera förhållandena nådde utgångsströmmen 25 μA cm⁻², kraften nådde 4 MW cm⁻² och energikonverteringseffektiviteten nådde 36%.
Detta studie ger en strategi för konstruktion hög komprimerbar, elastisk ledande jonisk geler och håller löfte för tillämpningar i miljö energi skörd och passiv sensor forskning. De fynd var nyligen publicerade i Avancerade Funktionella Material, med stöd från den Nationella Naturliga Vetenskap Stiftelsen i Kina och den Kinesiska Akademien av Vetenskaper.