近日，课题组在高电荷密度、可发光摩擦电材料研究及其在能量收集、电子皮肤传感方面的应用取得了最新研究进展，并以题“Mechanoluminescence ZnS/CaZnOS:Mn²⁺/PVC composite film-based triboelectric nanogenerator for energy harvesting and intelligent sensing”在线发表在国际著名学术期刊Chemical Engineering Journal（CEJ 2025, 510, 161604, IF:13.4/中科院一区TOP期刊）上，该项工作是在导师赵坤副研究员指导下主要由硕士研究生叶媛完成。兰州理工大学2022级硕士研究生叶媛为第一作者，赵坤副研究员为主要通讯作者、石油化工学院郭军红正高级工程师和国家重点实验室师媛副研究员为共同通讯作者。

摩擦纳米发电机（TENG）作为一种创新的能量转换技术，能够将环境中不规则的高熵机械能转换为电能，为微电子器件的自驱动和摩擦传感提供了新的实现途径。然而，传统摩擦电材料存在表面电荷密度低且不具备发光功能的局限性，尤其在黑暗环境中，这一缺陷导致器件的定位和识别难以实现。因此，研发具有发光特性的摩擦电材料在黑暗环境中实现器件自定位和识别方面具有重要的研究和应用价值。 针对这一挑战，本研究成功开发了一种新型的ZnS/CaZnOS:Mn²⁺/聚氯乙烯（PVC）复合摩擦电材料，该材料不仅具备出色的摩擦电性能，同时还拥有机械发光功能。与纯PVC薄膜相比，该复合薄膜在100 Hz下的介电常数和表面电荷密度分别显著提升了1.69倍和1.43倍。此外，在外力刺激下，该薄膜能够发出强度高达10226的橘黄色光。基于这一材料设计的转盘式TENG，能够产生高达220 V的电压和24 μA的电流输出，以及2.3 mW的峰值输出功率。经过管理电路处理后的信号，可用于为商用电容器充电或直接驱动LED。进一步地，利用该发光摩擦电复合薄膜设计的4 × 4单电极摩擦电阵列传感器，能够准确感知外部压力刺激并识别人体手势运动路径，从而实现了器件位置和运动状态的可视化。这一研究为设计具有高表面电荷密度和强力致发光特性的双功能摩擦电材料提供了有力的参考方法。

      本项工作得到了甘肃省科技重大专项(No. 22ZD6GA008)、国家自然科学基金 (No.52065038)和甘肃省杰出青年基金 (No. 21JR7RA275)等经费的支持。

      文章链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.161604