“物联网”的概念使得智能材料对于感知、响应和适应来自外部环境的实时反馈至关重要。纤维素气凝胶在智能摩擦电材料领域具有巨大的潜力。然而，传统的纤维素气凝胶往往面临结构脆弱性等问题，限制了其作为智能材料的潜力。

近期，广西大学聂双喜教授&覃程荣教授团队通过异质界面工程制备了具有分层多孔结构的可压缩纤维素摩擦电气凝胶。通过在氧化纤维素纳米纤维（TCNF）和碳纳米管（CNT）之间引入异质界面，显著提高了材料的结构稳定性。该气凝胶的压缩性能提高了40倍，孔隙率达到97.23%。为了探索气凝胶作为智能材料的潜力，研究人员利用这种材料构建了一个摩擦电纳米发电机。实验结果表明，该气凝胶对氨气具有很高的敏感性，能够准确识别20-150ppm范围内NH3浓度的变化，具有良好的线性（R2=0.996）。此外，利用该摩擦电气体传感器作为智能设备中的无线传感终端，可成功实现对食品变质过程的实时无线检测。总体而言，本研究为气凝胶智能材料的开发提供了新的见解，对扩大纤维素基气凝胶的应用具有重要的研究和实践价值。

图1.摩擦电气凝胶的设计与制备。

图2.CPC气凝胶的结构与表征。

图3.基于CPC气凝胶的摩擦电性能。

图4.基于CPC气凝胶的TENG的氨气传感性能。

图5.摩擦电气体传感器在食品质量监测中的应用。

该工作以“Hierarchical Porous Triboelectric Aerogels Enabled by Heterointerface Engineering”为题发表在《Nano Energy》（DOI:10.1016/j.nanoen.2023.109223）上。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.109223