近日，韩国全北国立大学柔性及可打印电子学系的Tae-Wook Kim副教授领导的研究团队，在摩擦纳米发电机(TENG)领域取得重要进展。他们通过重新设计二维单晶金属纳米片的内部结构，成功研制出一种兼具高输出、高耐用性与多功能性的新型材料。相关研究成果已发表在学术杂志《先进材料》上。

当前，二维金属纳米片虽被视为下一代自供电器件的理想平台，但其在能量收集技术TENG中的应用长期受限于输出电流低和耐用性不足。Kim团队的核心创新在于，创造了一种具有“分级多孔结构”的铜纳米片。这种独特的层次化多孔架构，极大地增加了材料的有效接触面积和表面电荷密度，从而从根本上提升了TENG的电能转换效率。实验数据表明，基于此多孔铜纳米片的TENG，其电输出性能比传统的铜薄膜TENG提高了惊人的590%，直接解决了该领域输出功率低的关键瓶颈。

这项研究的另一突出优势在于其出色的实用性与多功能集成性。制备方法采用了简单的喷涂工艺，易于规模化生产。测试显示，该器件在经历10万次反复机械循环后，性能依然保持稳定，完全满足可穿戴设备对耐用性的苛刻要求。不仅如此，这种多孔铜纳米片材料还集成了电磁干扰屏蔽和焦耳加热功能。这意味着，单一材料涂层就能同时实现从人体运动中采集能量、为电子设备提供电磁保护以及按需产生热量三大功能，为智能纺织品的集成设计提供了极大便利。

该研究成果具有广泛的应用前景，标志着向真正自供能、多功能可穿戴电子系统迈出了关键一步。研究人员展望，在未来五到十年内，此项技术有望催生新一代智能服装。人们的日常衣物将能够从行走、伸展等简单动作中持续发电，从而摆脱对笨重电池和频繁充电的依赖。这种自供能衣物可无缝监测身体活动、体温或心率等健康指标，推动医疗健康管理向实时、预防性模式转变。最终，这项技术将促使可穿戴设备变得更无缝、可持续，并深度融合于日常生活，将普通衣物转变为智能、自主的技术平台。

出版详情：作者：Dae‐Hong Kim 等人，标题：《重构二维金属纳米片的分级多孔结构用于多功能摩擦纳米发电机》，发表于：《先进材料》(2025)。杂志信息：《先进材料》