近日，物理系教师梁茜与中科院北京纳米能源与系统研究所所长王中林、研究员蒋涛合作，在《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）（IF:18.5）以第一作者身份发表研究成果，首都师范大学为第一单位，论文题目为《基于废弃口罩回收的摩擦纳米发电机用于波浪能收集》（Triboelectric Nanogenerators Using Recycled Disposable Medical Masks for Water Wave Energy Harvesting）。该研究成果被《中国科学报》专题报道。

近年来，由于呼吸道疾病高发，人们对健康防护更加重视，一次性医用口罩（DMM）的使用率仍然很高。使用过的DMM被丢弃，最终成为塑料污染。大量的塑料污染物通过河流排入世界各地的海洋，严重威胁着海洋生物、海洋微生物和海洋食品的安全。实际上，DMM中的薄膜材料具有许多独特的性能，如良好的疏水性、大表面积、高表面电阻等。这些特性与摩擦电纳米发电机（TENG）的材料选择规则一致。目前，TENG已广泛应用于收集分布式低频高熵能量源，特别是海洋波浪能（蓝色能源）。然而，报道的大多数TENG主要依赖于市场售卖或合成的聚合物摩擦材料，如聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯等。这些材料的制造成本相对较高，在使用寿命结束时，将被丢弃到环境中，导致额外的污染问题。针对这些问题，作者结合TENG技术提出了一种简单有效的DMM回收方案。根据DMM的材料和结构特点，对各部件进行了拆卸和分类。设计并制作高压脉冲杀菌系统处理回收薄膜，在最佳电压参数下，杀菌率达到91.8%，同时薄膜表面电位提高到1.60 kV。将处理后的薄膜应用为不同工作模式基本TENG单元的介电层，还引入表面改性和减小厚度的方法来提高回收薄膜的摩擦性能。最后，利用44个废弃DMM制备完整的TENG装置，回收率达到80.89%。在波浪驱动下实现了18.22 W m-3的峰值功率密度，并演示TENG为LCD屏幕和温度计供电的应用。在此方案中，作者同时实现了DMM的材料回收和波浪能的有效收集，这项工作将循环经济和新能源开发相结合，对碳中和具有重要意义。同时，梁茜等青年教师加入物理系工作以来，积极与中科院、北京理工大学等单位开展合作，在微纳能源收集及应用方面取得一些研究成果，在《纳米研究》（Nano Research），《应用物理评论》（Applied Physics Reviews）等高影响力国际期刊上发表合作论文，受到了国内外同行的广泛关注。

近年来，物理系鼓励国际国内高质量合作，注重学科交叉融合，加强青年人才队伍培养。今后物理系将围绕物理学学科建设，为提高我校整体科研水平及国际学术影响力继续努力。

论文信息：https://doi.org/10.1002/adfm.202409422