【本站讯】随着物联网、可穿戴设备及分布式传感技术的快速发展，如何为这些设备提供持续可靠的供电方案已成为当前研究的关键挑战。摩擦纳米发电机（TENG）作为一种新兴的能量收集技术，能够将环境中的机械能转化为电能，但其长期运行的耐久性与能量输出效率仍受限于摩擦层材料的力学性能和能量耗散能力。传统弹性体材料如聚二甲基硅氧烷（PDMS）虽具有柔韧性和摩擦电负性，但其较差的延展性和抗冲击性限制了其在复杂场景中的应用。为此，我校生物与能源化工团队提出了一种基于亚纳米线与动态硼氧键协同配合的新型弹性体材料，实现了材料的多级能量耗散与多场景高效能量收集。

研究团队通过将GdOOH亚纳米线（GdOOH SNWs）、聚二甲基硅氧烷（PDMS）与聚硼硅氧烷（PBS）复合，设计出PDMS-PBS-GdOOH（PPG）弹性体。该材料在受力过程中表现出多级能量耗散机制：(1)通过氢键的可逆断裂耗散能量；(2)通过动态硼氧键与金属配位键的断裂进一步耗能；(3)借助亚纳米线的纠缠与滑移实现更高层级的能量耗散。与纯PDMS相比，PPG的最大拉伸应变提高约6.1倍，韧性提升约37.6倍，并展现出优异的抗冲击性能。同时，亚纳米线的引入显著提升了TENG的输出性能。基于PPG的TENG的开路电压和短路电流分别是基于PDMS器件的53倍和19倍。该器件能够高效收集人体运动、水滴、水流、海浪等多种场景下的机械能，并成功用于驱动LED灯、电子表等小型电子设备，展现出良好的实际应用潜力。此项研究首次揭示了亚纳米线在提升聚合物力学与摩擦电性能方面的协同增强效应，为设计新一代抗冲击材料和高性能摩擦纳米发电机提供了新思路。未来，团队将进一步优化材料体系，在柔性电子、生物医疗等领域开展研究，推动亚纳米材料在多领域的实用化发展。

相关成果以“Multi-Level Energy Dissipation and Multi-Scenario Energy Harvesting in Elastomers Enabled by Synergistic Coordination of Subnanowires and Dynamic Boron-Oxygen Bonds”为题，发表于《Advanced Materials》。秦子鹏博士为第一作者，开云电竞投注（华东）曹美文教授为通讯作者，开云电竞投注（华东）为第一署名单位。该研究得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金等项目的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1002/adma.202514341