每年全國各地都會發(fā)生數(shù)萬起火災(zāi)，這些火災(zāi)給人們生命財產(chǎn)安全帶來巨大的威脅。目前摩擦納米發(fā)電機已廣泛應(yīng)用于各個場景，但是對于火災(zāi)場景下的應(yīng)用卻仍然較少。已有工作的解決方案均是利用本身就具有阻燃特性的材料（氣凝膠和聚酰亞胺）來實現(xiàn)阻燃功能，但日常我們生活中應(yīng)用的材料絕大多數(shù)都是不阻燃的，所以這些研究就與廣泛應(yīng)用于我們生活的目標產(chǎn)生了一定的脫節(jié)。由于織物天然的可穿戴性和摩擦納米發(fā)電機的能源收集及自供電傳感特性，織物基摩擦納米發(fā)電機被認為是可穿戴電子產(chǎn)品的重要解決方案，但是絕大多數(shù)織物都不具有阻燃性，這就阻礙了織物基摩擦納米發(fā)電機在火災(zāi)場景下的應(yīng)用。

中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所王中林院士團隊利用生活中廣泛存在的棉織物作為基底，利用層層自組裝方法在棉織物上制備阻燃涂層達到阻燃目的。實驗證明對于阻燃處理后的棉布具有極好的自熄效果，且熱穩(wěn)定性及在熱流下的熱釋放率等均得到很大的提升。之后利用阻燃棉布制備了一個垂直接觸分離模式的阻燃織物基摩擦納米發(fā)電機（FT-TENG），峰值輸出功率密度達343.19 mW/m²。FT-TENG被火焰在不同位置燃燒17次（每次燃燒時間為20 s）后，仍然能夠保持49.2 %的輸出，且在220 ℃的環(huán)境下能夠保持34.48 %的輸出，此外，F(xiàn)T-TENG可以廣泛應(yīng)用于多種濕度環(huán)境。作為能源收集器件，消防員可以利用FT-TENG收集運動能。作為自供電傳感器件，F(xiàn)T-TENG也成功被應(yīng)用于森林火災(zāi)定位與報警系統(tǒng)。

阻燃棉織物基摩擦納米發(fā)電機

FT-TENG的阻燃和輸出特性

FT-TENG應(yīng)用于能量收集和自驅(qū)動傳感

該工作以“Flame-Retardant Textile-Based Triboelectric Nanogenerators for Fire Protection Applications”為題，發(fā)表在ACS Nano。

論文題目：Flame-Retardant Textile-Based Triboelectric Nanogenerators for Fire Protection Applications

DOI: 10.1021/acsnano.0c07148

（來源：摩擦納米發(fā)電機TENG）