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近年来摩擦纳米发电机（TENG）因其结构简单、材料多样、低频高效等优势在自供电传感与环境监测领域展现出广阔应用前景。然而现有研究多聚焦于TENG在连续运行下的输出耐久性对其在长期待机或间歇工作场景下的静态存储稳定性关注甚少。在实际应用中如自然灾害监测、结构健康评估与远程传感网络TENG往往需要长时间处于非工作状态仅在外部事件触发时响应。这种长期静态存储过程中器件输出是否衰减是否受存储时长、接触压力、湿度及材料组合影响其背后的界面演化规律尚不明确。此外不同摩擦材料对因化学亲和性与界面力学性能的差异可能导致截然不同的存储行为。缺乏系统化的评估框架与深层次的机理解析严重制约了TENG在间歇式自供电系统中的可靠性设计。

针对上述问题圣淘沙赌场官网 蓝色能源团队建立了接触分离模式TENG的静态存储标准化评估框架系统考察了不同存储时长（1至32周）、接触压力（1.37至12.33 kPa）、材料组合及湿度条件下的输出演化规律。实验发现静态存储过程中TENG的输出稳定性并非单调衰减而是受界面粗糙度演化与静电状态扰动的竞争机制主导。通过原子力显微镜与开尔文探针力显微镜表征团队揭示了PTFE表面均方根粗糙度随存储时间增加其演变趋势有利于增大有效接触面积从而对输出产生正面贡献。与此同时Cu表面逐渐出现统计显著的负电位增强区域表明界面静电状态发生渐进式扰动。拉曼光谱进一步验证了PTFE碎片向Cu表面的材料转移而密度泛函理论计算表明这种转移更可能由局部非均质机械应力驱动而非单纯吸附所致。基于上述表征团队引入电位-粗糙度比（PRR）构建了输出变化率与界面参数的响应面模型验证了粗糙度增大与静电扰动之间的竞争关系。高湿环境下电极腐蚀与水辅助电荷耗散显著加速了性能衰减但所有体系在存储初期仍能维持相对稳定的输出。该研究首次系统阐明了TENG静态存储稳定性的界面竞争机制为面向长待机与间歇式应用的自供电系统可靠性设计提供了关键理论依据与实验支撑。

该成果以"Output stability and interfacial mechanisms of contact-separation mode triboelectric nanogenerators under prolonged static storage"为题，发表于国际期刊《Nano Energy》（IF=16.7），广西大学为第一通讯单位。

论文作者：温永盛（硕）、韩欣（硕）、唐卫（博）、周璞（硕）、程欣悦（硕）、李嘉伟（博）、万玲玉（教授）

通讯作者：刘官林（副教授）、李贵（讲师）

论文链接：//doi.org/10.1016/j.nanoen.2026.112033