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【纤锋者】武汉纺织大学-殷先泽/蔡光明-国家级人才、院长团队“纳米芳纶发电机” Nano Energy

2026-09-07 14:48:33

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【纤锋者简介】

殷先泽

武汉纺织大学，国家级人才

博士，三级教授，武汉纺织大学阳光学者特聘教授，教育部“青年长江学者”，湖北省杰出青年基金获得者，湖北省教育厅创新团队负责人，国际科学组织Vebleo协会Fellow。近年来主持国家自然科学基金面上和青年项目、湖北省杰出青年基金、湖北省教育厅创新团队，四川省重点研发计划，国家重点实验室开放基金等项目等 20 余项。一直从事高分子纳米复合材料流变学、高性能耐磨耐高温不沾涂层、自功能柔性器件制备及应用等研究。在Advanced Materials等期刊发表论文110余篇，引用3600余次, H指数36，授权发明专利30余项，获湖北省科技进步二等奖等奖励4项。

蔡光明

武汉纺织大学，教授、院长

武汉纺织大学纺织科学与工程学院三级教授，硕士生导师，院长。2010年10月获东华大学纺织材料与纺织品设计专业博士学位。主持完成包括国家自然科学基金、湖北省自然科学基金、企业横向等科研项目10余项。在国内外期刊发表论文60篇，其中以第一作者或者通讯作在SmartMat,Chem. Eng. J, ACS Appl. Mater. Interfaces等杂志上发表SCI论文50篇，授权国家发明专利10项。曾获桑麻奖教金，湖北省技术发明二等奖、中国纺织工业联合会技术进步二等奖等奖、湖北省奖学成果特等奖等奖项。

宋毅恒

武汉纺织大、副教授

材料科学与工程学院副教授、硕士生导师，主要从事聚合物电功能材料、环境响应性高分子材料及生物质功能高分子材料的研究；近年来主持国家自然科学基金青年项目、湖北省自然科学基金青年项目、国家重点实验室开放课题、广西壮族自治区重点实验室开放课题等 4 项项目，以第一及通讯作者在 Advanced Materials、Cell Reports Physical Science、Nano Energy、Chemical Science 等期刊发表论文 14 篇，引用次数达600 余次。

【论文导读】

【论文标题】：Strong, flexible and robust aramid nanofibers-based textile-triboelectric nanogenerators for high temperature escape monitoring and multifunctional applications；高强度、高柔韧性、高耐用性芳纶纳米纤维基纺织品摩擦纳米发电机：面向高温逃生监测与多功能应用

【发表期刊】：《Nano Energy》，材料科学，IF=17.1

【第一作者】：Zhicheng Chen

【通讯作者】：殷先泽，宋毅恒，蔡光明（武汉纺织大学）

【论文摘要】：具备热稳定性与可操作性的摩擦纳米发电机（TENGs）在幸存者搜救工作中至关重要且效率优异。这类器件可对火灾现场的动态信息进行自供能监测，是火灾报警器的一种高效替代方案。然而，传统摩擦纳米发电机的力学强度、柔韧性与耐用性欠佳，使其在复杂环境中的应用受到限制。本研究通过对芳纶纳米纤维表面依次进行等离子体处理、去质子化、湿法纺丝及聚合改性，制备出高强度、高柔韧性、高耐用性的等离子体处理芳纶纳米纤维基纺织品（p-ANF 基纺织品）。更重要的是，基于 p-ANF 纺织品的 t-TENGs 能够在高温环境下稳定传输信号，精准反馈幸存者的生命体征与逃生路线。同时，该器件具备优异的耐酸碱性、抗紫外老化性与抗热变形能力，可实现被动供暖、温度防护、摩尔斯电码传输及导电等多项功能。这种高强度、高韧性、高耐用性的 p-ANF 基 t-TENGs，在引导救援人员制定针对性搜救方案、提升火灾现场幸存者的救援效率方面，展现出巨大的应用潜力。

【论文创新点】：本研究通过湿法纺丝、H₂N-PPy 原位聚合及冷冻干燥工艺，制备出高强度、高柔韧性气凝胶纤维。具有多重氢键作用、分级多孔结构、优异的光热转换性能及紫外光吸收特性，因此兼具高强度、低模量、被动供暖和抗紫外的功能特性。研究人员将其编织为纺织品，进而组装得到 t-TENGs。测试结果表明，该t-TENGs 的输出电压、输出电流及电荷量分别可达 110 V、15 μA 和 0.09 μC。同时，凭借优异的阻燃性、热稳定性、隔热性及抗热变形性能，该器件在 120 °C 高温环境下仍能稳定输出电信号。此外，基于纺织品的光热转换、隔热及导电特性，该体系被证实可实现多种功能集成；结合幸存者的运动状态监测功能，其应用场景得到进一步拓展。这种兼具高温摩擦电性能与高耐用性的 p-ANF 基 t-TENGs，有望提升火灾等复杂场景下幸存者搜救工作的效率。