香港理工大学AFM：汗液驱动的可穿戴发电机新突破，破解溶胀难题

主要观点总结

香港理工大学和东京大学合作团队受古蕨类植物维管束启发，提出纳米组装新策略，通过浴法静电纺丝制备纳米纤维/石墨烯混合纱线，构建仿生一维定向纳米通道，解决自供电智能纺织品长期面临的挑战。该成果为下一代自供电智能纺织品提供强韧高效的解决方案，发表在《Advanced Functional Materials》上。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

自供电智能纺织品是突破环境与能源限制的关键，但现有汗液蒸发发电机面临实用性制约和性能衰减的问题。

关键观点2: 研究成果

1. 仿生设计与通道革新：借鉴古蕨类植物维管束的一维输水通道，利用浴法静电纺丝实现纳米纤维与GO/MXene纳米片的原位复合，形成连续线性纳米通道，显著提升水传输效率。2. 结构调控与力学性能：通过第一性原理计算和电镜观察，证实混合纱线的稳定圆柱结构。力学测试表明混合纱线具有出色的强度。3. 抗溶胀功能化突破：团队设计三步化学处理，通过交联网络实现纤维的抗溶胀功能化，显著降低溶胀率，并提升机械强度。4. 发电性能与环境适应性：基于EDL离子选择性迁移机制，混合纱线在水环境和模拟汗液中表现出优异的发电性能。有限元模拟揭示了纳米通道互联结构对性能优化的重要性。5. 可穿戴应用验证：通过串并联集成纱线制成防水织物，成功点亮LED灯珠，驱动电子显示屏运行，验证了其在可穿戴领域的应用潜力。

关键观点3: 研究展望

未来通过优化通道排布与规模化生产，这类抗溶胀发电纺织品有望为智能服装、健康监测设备提供持续绿色能源。