近日，纺织服装学院徐珍珍教授团队在国际著名期刊《Advanced Functional Materials》（中科院一区TOP，IF=19.9）发表题为“Electric Eel-Inspired Janus Nanofiber Membrane With Structure-Charge Dual Asymmetry for Efficient Moisture-to-Electric Conversion and Self-Powered Intelligent Perception”的最新研究成果。安徽工程大学为第一署名单位。
空气中无处不在的湿气蕴含着巨大的清洁能源，而传统湿气发电装置普遍面临离子释放、定向迁移和界面分离难以协同的瓶颈。针对这一难题，该研究团队受电鳗发电机制启发，创新性研发出一种具有“结构-电荷双重不对称”的Janus纳米纤维膜。该膜巧妙构建了不对称亲湿性梯度，并搭配正/负电荷不对称电极，在单一器件中实现了离子产生、定向迁移与界面整流的耦合。实验结果显示，在97%相对湿度环境下，该器件可以产生高达0.86 V的开路电压和49.3μA的短路电流，最大功率密度达7.1μW/cm2，且在自然波动湿度下能稳定输出25天以上。同时，它还能直接作为自供电传感器，实现非接触式湿度感知，结合机器学习，其环境湿度刺激的识别准确率高达98%以上。此外，该膜在自然土壤中约6至7天即可完全生物降解，绿色环保特性能突出。
这一成果成功破解了湿气发电中“离子释放、定向迁移与界面分离难以协同”的核心难题，为开发高性能自供电可穿戴设备、智能传感系统以及可持续能源采集技术提供了全新设计理念。
论文原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.78525