近日，2020級博士生蔡晨晨巧妙地利用木頭的天然多孔結(jié)構(gòu)，使用簡單的化學(xué)處理去除部分木質(zhì)素和半纖維素，并在木頭內(nèi)部負(fù)載碳納米管，獲得了力學(xué)性能優(yōu)異且具有氨氣敏感特性的導(dǎo)電木基材料。再將其作為介電材料與電極材料結(jié)合制備成電源和氨氣傳感器一體化的木基摩擦納米發(fā)電機(jī)（TENG），并結(jié)合無線電路模塊，設(shè)計(jì)了一種基于TENG的自供電無線氣體傳感器系統(tǒng)（TWGSS），成功實(shí)現(xiàn)了冷鏈運(yùn)輸過程中實(shí)時(shí)無線食品質(zhì)量評估。TWGSS 可實(shí)時(shí)監(jiān)控食品變質(zhì)關(guān)鍵氣體（如氨氣），并在高濕度（75%）和低溫（-18 °C）下保持出色的穩(wěn)定性。此性能得益于木材的三維多孔結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料的氨氣敏感特性。木基TENG對氨氣表現(xiàn)出優(yōu)異的靈敏性，輸出電壓隨著氨氣濃度升高而降低。此外，木基TENG 在 500 ppm 氨氣濃度下表現(xiàn)出 0.85敏感響應(yīng)值，遠(yuǎn)高于腐敗食品中其他相同濃度下氣體的響應(yīng)值。最后，該研究展示了其在豬肉和魚肉食品質(zhì)量評估中的實(shí)際應(yīng)用效果。相關(guān)工作以“Integration of a porous wood-based triboelectric nanogenerator and gas sensor for real-time wireless food-quality assessment”為題發(fā)表在國際著名能源期刊《Nano Energy》上（2021, DOI: //doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.105833）。
論文的第一作者為廣西大學(xué)輕工與食品工程學(xué)院2020級博士研究生蔡晨晨，通訊作者為廣西大學(xué)輕工與食品工程學(xué)院聶雙喜教授，惠州光都智能科技有限公司吳正陽工程師提供了部分傳感技術(shù)支持。研究工作得到了國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、廣西自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目的資助。
論文信息：
Chenchen Cai, Jilong Mo, Yanxu
Lu, Ni Zhang Zhengyang Wu, Shuangfei Wang and Shuangxi Nie*,
Integration of a porous wood-based triboelectric nanogenerator and gas sensor
for real-time wireless food-quality assessment. Nano Energy, 2021, DOI: //doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.105833
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285521000914