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  近日，陜西科技大學生物質與功能材料研究所王學川、劉新華、岳歐陽等人報道了一種基于按需調整的負泊松比結構的高效摩擦電納米發電機。本研究制備的基于負泊松比超材料的摩擦納米發電機（Auxetic-TENG），成功克服了復雜彎曲操作中功率密度低與形變失配的集成問題，相比常用正泊松比材料可更高效吸收并轉化機械能為電能，具有更優異的發電效率和檢測靈敏度。相關研究成果發表于國際能源領域頂級期刊Nano Energy上。

圖1 Auxetic-TENG的結構及工作機理示意圖

  摩擦納米發電機（TENG）的信號強度和功率密度提升一直是廣泛研究的熱點，主要集中在極性/介電材料的選擇和復雜結構設計方面。在結構設計方面，酸堿蝕刻、光刻、激光打印等技術代表了該領域的關鍵方向。然而，這些技術的高昂制備成本限制了TENG的廣泛應用。負泊松比超材料是一類特殊的材料，其泊松比小于零，在外力作用下展現出與傳統材料不同的力學特性。具體來說，在單軸壓縮下，這些材料會發生橫向收縮，而在單軸拉伸時則會橫向膨脹。這種被稱為“拉脹效應”的反直覺變形行為賦予了它們卓越的力學性能，并為負泊松比材料在TENG中的應用提供了潛在的基礎。

圖3 Auxetic-TENG彎曲形變下的輸出性能

  原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2025.110648