为了满足便携式、无线电子器件的能源需求，环境中的能量转化越来越重要。目前存在的大型工业设备技术已能够转化环境中风能、潮汐能等各种大型能。然而，对于环境中小幅度、低频率能量的收集进展缓慢；同时，收集微弱能量的技术对灵敏度和效率有更高的要求。因此，亟需更有效的技术来转化这种有限的能量。
近日，2003网站太阳集团首页欢迎您物理电子学研究所、纳米器件物理与化学教育部重点实验室胡又凡研究员课题组通过优化的结构设计，构建了一种多层结构摩擦纳米发电机，结合低损耗的能量管理设备能够有效地收集环境中的微弱能量，为解决上述问题提供了契机。
课题组采用铜覆盖的氟化乙丙烯薄膜在单方向上交错堆叠的方式，因其独特的结构设计，每个相邻薄膜之间会发生摩擦起电和静电感应，使得产生的转移电荷提高至少50%；通过减轻重量和采用弹簧悬浮结构，大大提高器件灵敏度；在研究系统中的机械运动后，降低摩擦发电机的转动惯量，可实现更高效的能量采集；结合基于结型场效应晶体管（JFET）的线性稳压调节电路，降低电路损耗，加快稳压的响应时间，从而实现高效的能量管理。综上考虑，这项工作所实现的高灵敏度、高能量采集效率，以及低损耗的能量管理，将会对在未来复杂应用环境中建立一个更强大、更可持续的自驱动系统有非常重要的意义。
相关成果以题为《用于收集环境中微弱能量的基于单方向堆叠结构超灵敏摩擦纳米发电机与低损耗能量管理》（Ultrasensitive triboelectric nanogenerator for weak ambient energy with rational unipolar stacking structure and low-loss power management）的学术论文（DOI: 10.1016/j.nanoen.2017.09.010）发表于能源领域重要期刊《纳米能源》（Nano Energy）；第一作者为信息学院2017届博士研究生赵至真，胡又凡为通讯作者。
该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划的资助；主要合作者包括2003网站太阳集团首页欢迎您信息学院彭练矛教授、工学院韦小丁研究员，北京邮电大学符秀丽教授和京东方科技集团有限公司技术管理中心。
