近日，北京化工大学材料科学与工程学院张军营、程珏教授团队在国际知名期刊Nano Energy上发表题为“An Unprecedented Strategy with Electric Double Layer and Adaptive Ionic Liquid in Fully Ionogel Fiber-Based TENG for Enhanced Output and Dynamic Stability”的研究工作。

  针对现有摩擦电纳发电机（TENG）在轻质、柔性、稳定性与高输出性能兼顾方面的挑战，创新构建了一种全离子凝胶纤维单电极TENG（IL-TENG），首次实现摩擦层与电极一体化的结构设计。该装置基于静电纺丝技术制备，核心为由超支化聚合物交联的聚氨酯网络与离子液体构成的相分离型离子凝胶。聚碳酸酯二醇（PCDL）段构成低溶剂化区域，聚乙二醇（PEG）段构成高溶剂化区域，兼顾高机械强度与高电导率，同时提升了凝胶的界面相容性与环境稳定性。其中，适度导电的离子凝胶纤维膜作为中间层，形成稳定的离子电双层结构（iEDL），有效抑制摩擦过程中的电荷损耗，使输出性能提升4倍。导电离子凝胶纤维膜电极的引入，结合可调力学性能，进一步增强了装置在动态条件下的拉伸性能与运行稳定性。IL-TENG展现出高达27 mW/m²的输出功率密度，5000次循环后仍保持优异的性能稳定性，作为可穿戴自驱动传感器，在手写识别、人体动作监测及实时医疗反馈等场景展现出广阔应用前景，为下一代健康监测与人机交互技术提供了新路径。

  北京化工大学材料科学与工程学院博士生范克凡为论文第一作者，张军营教授和李鲲博士后为本论文的共同通讯作者，北京化工大学为第一完成单位，该工作得到了中航工业济南特种结构研究所的支持与帮助。

  论文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2025.110658