近日,江苏圣理工学院“1+1”联合培养硕士研究生在多功能摩擦纳米发电机方面取得重要进展,以第一作者在国际权威物理学期刊《Applied Physics Letters》上发表题为“Multifunctional triboelectric nanogenerator based on SCASN:Eu phosphor for integrated energy harvesting and photoelectric conversion”的文章。论文第一作者为我院2024级信息与通信工程专业硕士研究生黄华,论文通讯作者为物理与电子工程学院张洪浩老师和张乐教授。
信息与通信工程专业为我院与俄罗斯圣彼得堡彼得大帝理工大学合作开展的硕士研究生教育项目,采用“1+1”培养模式,即学生第一学年在江苏师范大学学习,第二学年在圣彼得堡彼得大帝理工大学学习。完成该专业教学计划中所有学业任务且通过论文答辩的学生,由俄方颁发圣彼得堡彼得大帝理工大学相关专业学历证书。
研究成果简述:
摩擦纳米发电机(TENG)作为近年来发展的新型能源装置,为分布式电子设备提供了有效的机械能收集方案。然而其功能单一性限制了在多场景下的应用拓展。传统TENG的功能主要集中在能量收集与信号传感方面,面向日益复杂的多场景应用方面仍难以满足需求。因此,开发具备多功能的TENG成为一个重要的研究方向。
为此,团队开展了系统研究。将具有高介电性与红光发射特性的(Sr,Ca)AlSiN3:Eu2+荧光粉与聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合,制备了PDMS/SCASN:Eu复合薄膜,并以此构建了多功能SCASN:Eu-TENG。在最优掺杂比例下,复合薄膜的发光性能在不同环境条件下保持稳定,且能获得最优电输出,其开路电压与短路电流分别高达81.7 V和1.95 μA,相较未掺杂器件分别提升约2.8倍与3倍。此外,SCASN:Eu-TENG可实现手部运动形态的传感与监测,结合透明亚克力板框架构建光电一体化自驱动系统,可实现机械能收集、照明和温度传感应用,在智能交互、安全提示等领域展现出巨大的应用潜力。

论文链接:https://doi.org/10.1063/5.0323873
(一审:马梦秋,二审:周燕,三审:黄海涛)

