王中林团队：摩擦纳米发电机在工程技术中的应用

2025年6月29日，在第七届纳米能源与纳米系统国际会议（NENS2025）上，由科学出版社出版、王中林院士与世界范围内一线科学家联合撰写的本领域的专著集中发布。本文介绍其中由王中林院士、程廷海研究员等著的《摩擦纳米发电机在工程技术中的应用》一书。

摩擦纳米发电机（TENG）由王中林团队于2012年首次发明，其利用摩擦起电效应和静电感应效应的耦合将微弱机械能高效转换为电能，是高熵能源收集与自驱动传感领域的一个里程碑式发现。TENG入选了全球能源协会年度报告《未来十年能源领域的十大突破性构想，2022》，其中高度评价了以摩擦纳米发电机为代表的高熵能源技术：具有体积小、质量轻、材料选择范围广、工作模式多、制作简单、成本低及低频微幅条件下能量转换效率高等优点，在微纳能源俘获、自驱动传感、蓝色能源、高压电源以及液-固界面探针等领域具有重要的科学意义和广阔的应用前景。

▲ 摩擦纳米发电机的结构及工作机制。（a）由摩擦纳米发电机装置实现的自供电传感系统；（b）摩擦纳米发电机在自然环境下的工作状态；（c）摩擦纳米发电机的四种基本工作模式；（d）摩擦纳米发电机具有广泛的材料选择；（e）采用选择原则的摩擦材料对与其他摩擦材料对的耐湿率对比

2022年12月15日，《全球工程前沿2022》报告发布，摩擦纳米发电技术入选该报告中的机械与运载工程领域前10大工程研究前沿问题，并排序在第三位。近年来，越来越多的工程技术领域科研人员开始从事摩擦纳米发电机的基础研究和应用技术研发。目前，摩擦纳米发电机凭借其独特的技术优势，已经在机械工程、交通运输、桥梁建筑、电力系统、海洋科学与工程、防灾减灾等技术领域取得了重要的进展和突破，有望为高端装备、基础设施的数字化和智能化发展奠定坚实的基础。

▲ 摩擦纳米发电机的应用：（a）海洋科学与工程；（b）智慧电力系统；（c）水利设施；（d）交通运输场景；（e）生物工程领域；（f）勘探测绘领域；（g）流体管路场景；（h）桥梁设施监测；（i）防灾减灾场景；（j）机械工程场景

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摩擦纳米发电机在工程技术中的应用

（美）王中林等著

北京 ：科学出版社，2025. 3

ISBN 978-7-03-081305-3

责任编辑：李明楠

（本文编辑：刘四旦）