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新聞網(wǎng)訊 在傳統(tǒng)物理學中，水一直被當作理想導體，事實上基于水溶液電學效應的設計，如水系電池和水系超級電容器等已經(jīng)被證明能夠在能源及可穿戴設備等領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響。近期，物理科學學院王曉雄教授團隊發(fā)現(xiàn)，基于兩水溶液相分離原理的ATPS系統(tǒng)在接觸分離時能夠產(chǎn)生可觀的電荷轉(zhuǎn)移，且該效應可以被設計成液-液納米發(fā)電機。相關(guān)新近工作發(fā)表于國際頂級期刊Nature Communications | (2022) 13:5316，題為Liquid-liquid triboelectric nanogenerator based on the immiscible interface of an aqueous two-phase system。論文第一作者為物理科學學院碩士生路葉和江龍龍，青島大學為唯一通訊作者單位。

潮濕環(huán)境很少存在靜電。然而通過配制一定濃度的聚乙二醇（PEG）和葡聚糖（DEX）水溶液，就可以讓兩滴水溶液不再互相融合而是能夠?qū)崿F(xiàn)接觸-分離，而接觸分離的同時兩水滴也都帶了電。

在這一研究過程中有兩個核心要素需要考慮，第一要素是兩個水溶液液滴是否能夠?qū)崿F(xiàn)有效的接觸分離，在研究過程中發(fā)現(xiàn)部分材料出現(xiàn)了明顯的接觸相融或者沉淀等現(xiàn)象，這就阻礙了對應納米發(fā)電機的設計；而第二個要素就是接觸起電量大小，在這一效果評估上，PEG-DEX溶液對表現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢?？紤]到這一體系代表的相分離效應被認為對于解釋生命起源具有重要價值，這就意味著，除了太陽能之外，原始生命物質(zhì)又多了一種能夠利用的簡單能量形式，從而為原始生命物質(zhì)組裝過程中的逆熵現(xiàn)象提供了可能的能量源。

該工作得到了國家自然科學基金、山東省青創(chuàng)團隊等項目資助，受到了青島大學威海創(chuàng)新研究院、青島大學生物多糖纖維成型與生態(tài)紡織國家重點實驗室的項目及測試服務支持，并由青島大學藥學院、物理科學學院及山東省高校海洋觀測與寬帶通信技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心提供了人才、空間、設備和經(jīng)費支持，這些支持有力地促進了青年人才培養(yǎng)發(fā)展和基于青島大學重點發(fā)展學科的方向凝煉。

團隊近年來還建立了柔性功能陶瓷纖維特色研究方向，基于功能氧化物陶瓷的維度降低實現(xiàn)了鐵電及發(fā)光陶瓷材料的柔性化設計，改變了這些陶瓷在傳統(tǒng)意義上的脆性特質(zhì)，目前正著力攻克纖維基材料復雜力學性能的分析及可靠描述構(gòu)建?；谶@些柔性陶瓷材料，確定了柔性鈦酸鋇具有良好的壓電催化效果[J. Mater. Chem. A, 2020, 8,22745]，而柔性鋯鈦酸鉛具有良好的超聲吸附效果[J. Euro. Ceram. Soc., 2021, 41, 7630-7638]，此外還發(fā)現(xiàn)了燒結(jié)溫度變化對于發(fā)光和柔性優(yōu)化的矛盾[Ceram. Int., 2021, 47, 31329-31336]，并使用鋁基氧化物基質(zhì)對這一矛盾進行了初步解決[J. Mater. Chem. C, 2022,10, 7594-7603]。