摩擦納米發電機（TENG）是一種新型能量收集技術，因其能夠有效地將機械能轉化為電能或信號，廣泛應用于物聯網（IoT）、傳感器網絡、大數據、機器人等領域。與傳統的熱電、壓電等材料相比，TENG具有低成本、材料廣泛、可自供能等顯著優點。因此，TENG成為了高熵能量（HEE）收集的重要技術之一，能夠利用分布在環境中的低質量、低密度但大量的能量源，如太陽能、風能、機械能、熱能等。然而，TENG的實際應用中仍面臨著能量轉換效率和長期穩定性等方面的問題，這對其進一步的商業化應用帶來了挑戰。
為了解決這一問題，中國科學院北京納米能源與系統研究所（歐洲科學院院士，獲2024年埃尼獎-能源前沿獎提名）曹霞教授以及王中林院士等人在TENG的高效能量采集方面取得了新進展。該團隊綜述了TENG的基本原理，并提出了提高TENG性能的多種策略，如界面設計、材料優化以及結構創新等。通過這些改進，團隊成功地提高了TENG的輸出功率和能量轉換效率。
研究人員還成功實現了TENG在高熵能量收集、藍色能源（海洋能）以及自供能傳感器等領域的廣泛應用，證明了其在實際環境中的應用潛力。相關文章在《Science Advances》上發表題為“Triboelectric nanogenerator for high-entropy energy, self-powered sensors, and popular education”的最新論文。此外，該團隊還在TENG的科普教育方面做出了顯著貢獻，通過Maxwell Science+教育基地，推廣了TENG相關的科學和技術，增強了公眾對這一新興技術的認知和理解。總的來說，該團隊的研究不僅推動了TENG技術的發展，也為其商業化應用提供了有力支持。
1. 文章綜述了摩擦納米發電機（TENG）的基本原理和發展，得出了TENG能夠有效結合接觸電氣化和靜電感應效應，將機械能轉化為電能或信號的結論。這使得TENG成為高熵能量收集和自供能傳感器的有力技術。
2. 文章通過介紹TENG的理論基礎，闡明了其在高熵能量收集中的應用，提出了利用環境中低質量、低密度但大量的能源（如太陽能、風能、機械能等）進行收集的潛力。
3. 文章通過討論TENG在自供能傳感器和藍色能源中的應用，展示了其在低能耗設備中的廣泛應用前景，特別是在物聯網和可穿戴設備等領域。
4. 文章還重點介紹了在TENG科普教育方面的工作，特別是通過Maxwell Science+科普教育基地開發的多種科技產品，提升了公眾對TENG技術的認知，推動了其應用的普及和教育領域的創新。
圖7. TENG通過滲透到生活的方方面面，延伸了教育的深度。
摩擦納米發電機（TENG）作為一種高效的能量轉化技術，展示了如何利用低頻機械能轉化為電能，尤其適用于高熵能量（HEE）收集和自供能傳感器領域。TENG結合接觸電氣化和靜電感應效應，具有優異的能量轉換效率，并且能在低頻環境下穩定運行，這為物聯網（IoT）和人工智能（AI）時代的智能設備提供了新的解決方案。
同時，TENG的廣泛材料選擇和成本效益，使其成為替代傳統能源收集技術的潛力工具。然而，本文也提醒我們，盡管TENG具有巨大應用前景，但仍面臨效率提升、環境友好材料開發、穩定性和靈敏度優化等挑戰。未來的研究應專注于提升TENG在不同環境下的穩定性和適應性，同時開發更多綠色環保、可回收的材料。
此外，倫理問題的關注尤其重要，特別是在生物醫學領域的應用中，必須確保其安全性和環境影響得到妥善評估。總的來說，TENG為能源收集和自供能傳感器的創新提供了豐富的啟發，并為未來可持續技術發展奠定了基礎。
Huijing Xiang et al. ,Triboelectric nanogenerator for high-entropy energy, self-powered sensors, and popular education.
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