日前，Nano Energy 杂志在线全文发表了我院高精尖制造技术与装备创新研究中心林京教授团队与中国工程物理研究院研究生院有关基于生物友好材料壳聚糖的摩擦纳米发电机的最新研究成果：“Modulating crystallinity and dielectric constant of chitosan film for triboelectric polarity shift and performance enhancement in triboelectric nanogenerators”。博士生方泽豪为第一作者，团队何晶靖副教授为该文章的通讯作者。（论文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.108923）

摩擦电纳米发电机（TENG）作为一种新兴技术，在能量收集方面具有广阔的应用前景。TENG具有的材料选择性广的独特优点，使绿色可再生的生物材料可用于能量收集。壳聚糖是目前唯一一种带有游离氨基的多糖，有望应用于高能量密度的TENG构建。

此项研究提出了一种基于壳聚糖的结晶度调控和介电性能增强的策略。通过分析壳聚糖分子链的静电势图，与表面电势表征技术相结合，解释了由壳聚糖结晶结构产生的独特的摩擦电极性转移机理。此调控策略拓展了壳聚糖基TENG的配对材料选择和应用场景，并且为其他生物材料的摩擦电改性研究提供了可能的方案。

同时，通过掺杂纳米材料单壁碳纳米管（SWCNT），实现不同结晶度的壳聚糖薄膜的介电性能增强，进而提升摩擦电性能。优化后的TENG最大转移电荷密度为262 μC m-2，并且在20%~85%的湿度范围内表现出优异的输出稳定性。本研究为调控壳聚糖的摩擦电极性，提高其性能和稳定性提供了新的思路，促进了天然生物材料在TENG领域的发展。

本项工作由宁波市国际合作项目（2023H018）和国家自然科学基金（U2230204）资助。