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  空氣中廣泛存在的水分子導致摩擦納米發電機（TENGs）的表面電荷迅速衰減，致使低的輸出電能。為了提高TENGs在高濕環境下的表面電荷密度，研究人員選擇具有滲透性或超疏水功能的材料，抑制水分子在介電聚合物表面的吸附，從而減弱表面電荷耗散，或者選擇具有吸濕功能的材料，如凝膠材料、纖維素等，水分子可以有效地固定在介電聚合物表面，參與摩擦起電過程。然而，這些方法仍然受到材料帶電特性的限制，材料輸出表面電荷密度相對較低。

  鑒于以上問題，近日，來自重慶大學胡陳果教授團隊提出了一種利用水分子誘導介電聚合物的自極化效應來增強TENG的輸出電荷密度的新策略。相關成果以標題為“Enhancement of output charge density of TENG in high humidity by water molecules induced self-polarization effect on dielectric polymers”發表在《Nano Energy》。重慶大學物理學院博士研究生王建為論文的第一作者。該研究得到了國家自然科學基金（5207037、U21A20147）的資助。

  該研究團隊提出了一種基于介電聚合物自極化效應的電荷激勵TENG(SP-CE-TENG)，系統研究了具有不同強極性基團的極性材料的自極化效應和高濕環境對自極化效應的增強機理。首次發現除鐵電材料外，具有強極性基團的PU和PAN具有自極化效應，實現了輸出電荷的自增加。更重要的是，在強電場下，研究發現水分子中的-OH基團與電介質中的電負性基團(-N，-F等)之間形成氫鍵，氫鍵獨特的強極化特性進一步促進了電介質材料的自極化過程。

圖1  SP-CE-TENG的結構和電荷轉移機理。 

圖2  不同極性材料的自極化與輸出電荷增強分析 

  原文鏈接；

  Enhancement of output charge density of TENG in high humidity by water molecules induced self-polarization effect on dielectric polymers

  Jian Wang, Huiyuan Wu,Shaoke Fu, Gui Li, Chuncai Shan, Wencong He, Chenguo Hu

  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285522009946