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  摩擦納米發(fā)電機近年來成為了研究者關(guān)注的熱點，其無論是作為能量捕獲器，還是在作為自發(fā)電傳感器的應(yīng)用都得到了廣泛的研究。而普通的液-固接觸摩擦納米發(fā)電機存在著液體接觸后殘留的問題，導(dǎo)致其作為傳感器靈敏度和機體使用壽命的降低�？紤]到超疏水表面對水、組織液、血液、尿液和膿液等液體具有優(yōu)異的排斥性能，為生物醫(yī)學(xué)設(shè)備的研發(fā)開辟了新途徑，并在血漿分離器、血管支架和心臟瓣膜等領(lǐng)域取得了一定的進(jìn)展�；诖耍�華中科技大學(xué)楊光教授團(tuán)隊通過簡單的制作工藝和疏水硅納米顆粒涂覆的方法設(shè)計了一種超疏水的液-固接觸摩擦納米發(fā)電機（圖 1， a），研究了其作為液滴傳感器在生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。

圖1. (a) 超疏水液固接觸摩擦納米發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖。(b) 六種類型的液滴與摩擦納米發(fā)電機表面的接觸浸潤圖及在上面活動產(chǎn)生的電流脈沖。(c)和(d) 基于超疏水液滴摩擦納米發(fā)電機的引流瓶液滴傳感器和智能靜脈輸液器。 

  此液-固接觸摩擦納米發(fā)電機不僅具有優(yōu)秀的疏水性能，對酸、堿、磷酸鹽緩沖液、尿液及血液都具有很強的排斥作用，六種溶液在其表面的接觸角接近于160度（圖 1 ，b）。當(dāng)六種液體的液滴在超疏水液-固接觸摩擦納米發(fā)電機表面滾過或彈跳過時，每一滴液滴都可以產(chǎn)生一個電流峰信號（圖 1，b），說明其作為液滴傳感器具有很靈敏的檢測能力。

  利用此超疏水液-固接觸摩擦納米發(fā)電機作設(shè)計引流瓶液滴傳感器可以實時監(jiān)測患者引流的情況(圖 1，c)，對患者引流的時間和引流量量進(jìn)行記錄，醫(yī)生根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)可以更好地分析患者傷口的情況，及時結(jié)束引流操作，減輕患者的痛苦。設(shè)計的超疏水液-固接觸摩擦納米發(fā)電機還具有粘黏性和可彎曲性質(zhì)，將其粘黏在硅膠管內(nèi)可以得到管狀的液滴計數(shù)器，進(jìn)而設(shè)計得到智能靜脈輸液器。通過模擬靜脈輸液實驗發(fā)現(xiàn)，設(shè)計的智能靜脈輸液器可以監(jiān)測輸液時不同的速度（圖1，c），說明其具有很好的實時監(jiān)測功能，可以為輸液患者和醫(yī)護(hù)人員提供輸液信息，進(jìn)一步的可以結(jié)合無線數(shù)據(jù)傳輸計數(shù)和智能移動設(shè)備，患者和醫(yī)護(hù)人員可以通過智能移動設(shè)備掌握輸液信息，實時了解輸液情況，比如輸液速度、輸液剩余時間、輸液完成報警提示等，從而減輕醫(yī)護(hù)人員的工作量，提升患者輸液的舒適度，提高輸液護(hù)理的質(zhì)量。

  該工作由華中科技大學(xué)、武漢理工大學(xué)共同合作完成，近期以”Superhydrophobic Liquid-Solid Contact Triboelectric Nanogenerator as Droplet Sensor for Biomedical Applications”為題、以封面文章發(fā)表在《ACS Applied Materials & Interfaces》雜志上。論文第一作者為華中科技大學(xué)博士生胡三明，共同一作為華中科技大學(xué)石志軍博士，通訊作者為華中科技大學(xué)楊光教授，共同通訊作者為武漢理工大學(xué)趙維瑋副教授。華中科技大學(xué)為第一作者單位。

  研究工作得到國家自然科學(xué)基金項目，國家重點研發(fā)計劃等資助。

  論文鏈接：http://dx.doi.org/10.1021/acsami.0c10097

  論文引用：S. Hu, Z. Shi, R. Zheng, W. Ye, X. Gao, W. Zhao*, G. Yang*, Superhydrophobic Liquid-Solid Contact Triboelectric Nanogenerator as Droplet Sensor for Biomedical Applications. ACS Appl. Mater. Interfaces.am-2020-100972.