近日，物理與電子工程學(xué)院凝聚態(tài)物質(zhì)科學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)以“Achieving Self-Reinforcing Triboelectric-Electromagnetic Hybrid Nanogenerator by Magnetocaloric and Magnetization Effects of Gadolinium”為題在國(guó)際頂級(jí)期刊《Advanced Materials》(影響因子29.4)上發(fā)表最新研究成果，本科生龔少坤與唐本鎮(zhèn)博士為共同第一作者，陳杰副教授和余鵬教授為共同通訊作者，清華大學(xué)和重慶大學(xué)為合作單位。
摩擦電磁雜化發(fā)電機(jī)（TENG）作為一種前景廣闊的分布式能量收集技術(shù)備受關(guān)注。目前報(bào)道的雜化發(fā)電機(jī)都是簡(jiǎn)單地將兩個(gè)功能組件組合在一起，而且在摩擦過(guò)程中熱量會(huì)不可避免地產(chǎn)生，導(dǎo)致材料磨損并降低聚合物基的摩擦納米發(fā)電機(jī)的性能。對(duì)此，物理與電子工程學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出一種利用金屬釓Gd的磁卡效應(yīng)和磁化行為實(shí)現(xiàn)熱量的定向傳導(dǎo)從而達(dá)到性能自增強(qiáng)的納米發(fā)電機(jī)。利用Gd的磁卡效應(yīng)構(gòu)建一種高效的傳熱機(jī)制，從而抑制摩擦層溫度升高，增強(qiáng)器件輸出的穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)80小時(shí)的連續(xù)運(yùn)行，優(yōu)化后的納米發(fā)電機(jī)的電荷衰減率僅為每小時(shí)0.32%，穩(wěn)定性明顯優(yōu)于多數(shù)TENG。同時(shí)，Gd的磁化行為將電磁發(fā)電機(jī)的瞬時(shí)功率提高約80.84%。這項(xiàng)工作通過(guò)內(nèi)部組件相互增強(qiáng)實(shí)現(xiàn)了1+1>2的協(xié)同效應(yīng)，為發(fā)展強(qiáng)耦合的雜化發(fā)電機(jī)提供了一種通用的解決方案。
近年來(lái)，物理與電子工程學(xué)院扎實(shí)推進(jìn)有組織的科研和育人工作，學(xué)院各創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)在項(xiàng)目申報(bào)、課題研究、人才培養(yǎng)、學(xué)術(shù)活動(dòng)等方面積極協(xié)作，成效顯著。2023年，物電學(xué)院光學(xué)技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)王柯副教授獲批國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃青年科學(xué)家項(xiàng)目，學(xué)院獲批7項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金和3項(xiàng)教育部“春暉計(jì)劃”項(xiàng)目，創(chuàng)歷史新高。2024年以來(lái)，學(xué)院已連續(xù)在國(guó)際頂級(jí)期刊《Advanced Materials》上發(fā)表2篇最新研究成果。
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