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我校楊丹副教授團隊圍繞功能材料的最新研究成果在《Nano Energy》上發表

  我校材料科學與工程學院楊丹副教授聯合中國科學院北京納米能源與系統研究所陳翔宇研究員,利用摩擦納米發電機(TENG)成功研制出自驅動離子聚合物金屬復合材料(IPMC)系統,即TENG-IPMC系統。總結相關研究成果的學術論文“Ionic polymer-metal composites actuator driven by the pulse current signal of triboelectric nanogenerator”于2019年10月1日發表在Elsevier旗下的SCI期刊《Nano Energy》上,楊丹副教授為論文第一作者,陳翔宇研究員為通訊作者,北京石油化工學院為論文第一完成單位。

  《Nano Energy》期刊主題為“納米材料或納米器件在能源相關領域中的應用”,主要收錄與主題相關的實驗和理論研究工作。因其發表的高質量研究論文,《Nano Energy》期刊已成為眾多能源材料類期刊中的一名佼佼者,該期刊在2019年中國科學院SCI期刊分區表中屬于工程技術類1區Top期刊,最新影響因子為15.548,五年平均影響因子為15.280。

   IPMC是一種電活性聚合物,在電場刺激作用下能發生形變,被稱為“人工肌肉”。但是IPMC需要外接直流電源,這嚴重限制了IPMC的實際應用。2012年,摩擦納米發電機(TENG)的概念首次被王中林(美國佐治亞理工學院終身教授、國際頂尖納米科學家、能源技術專家,擁有中國科學院外籍院士、歐洲科學院院士等學術頭銜)提出,TENG能將外界環境中材料的接觸分離或者摩擦產生的機械能轉化成電能,具有高輸出、低成本、結構設計簡單及環境友好等優點,不僅可作為能源,而且可作為自供電傳感器。將IPMC與TENG結合,利用TENG多次運動周期產生的轉移電荷可以有效驅動IPMC,這就為以TENG的電流作為控制信號開發了新方法。與直流電源相比,TENG-IPMC系統只需直流電源0.1%的轉移電荷即可達與其相同的偏轉角度,同時通過調控TENG的設計參數可以精準控制IPMC的驅動性能。所研發的TENG-IPMC系統作為智能電驅動,可應用于自供電機器手、可調諧激光控制器、液體中移動的柔性機器人等。

   該研究工作得到了國家自然科學基金、北京市自然科學基金、北京市優秀人才培養資助項目青年拔尖人才、國家留學基金委等方面的資助。楊丹副教授2014年6月在北京化工大學獲得工學博士學位后入職我校,2016年12月晉升副教授,一直從事功能材料設計、制備及性能研究等方面的教學和科研工作。先后主持承擔國家自然科學基金面上項目、國家自然科學基金青年基金項目、北京市自然科學基金面上項目、北京市教委科技發展計劃面上項目、北京市委組織部青年骨干人才資助等,入選2019年北京市屬高校高水平教師隊伍建設-青年拔尖人才培育計劃。共發表SCI論文40余篇,獲得授權專利12項,其中以第一作者和通訊作者在《Nano Energy》、《Journal of Materials Chemistry A》、《Journal of Materials Chemistry C》、《Composites Science and Technology》、《Composites Part A》等國際權威雜志發表SCI論文25篇。

   論文原文鏈接:

   https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519308468

 

(科學技術處  材料科學與工程學院)

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