最近，在王中林院士的领导下，由杨进博士和陈俊博士等组成的研究小组首次实现了利用摩擦效应的高效能声音发电。他们将镀有金属电极的聚四氟乙烯膜（Teflon）和具有孔洞结构的金属电极膜贴合在一起，构成摩擦电纳米发电机并用于声转换敏感单元。制作的聚四氟乙烯膜轻薄并且具有弹性，在实现对环境声压变化敏感响应的同时，能够与金属电极膜产生不同程度的分离与接触摩擦，造成表面摩擦电荷与感应电荷之间的平衡关系发生变化，从而驱动电子通过外电路发生转移，即形成电流，实现声能到电能的转化。为了提高声能转换效率，研究组从1）聚四氟乙烯膜初始应力及金属电极孔洞面积比，2）声谐振腔结构，3）聚四氟乙烯膜表面纳米线和金属电极膜表面纳米孔修饰等3个方向对器件进了行优化设计。实验结果表明，当声压在70 dB to 110 dB范围时，器件声响应灵敏度达9.54 V Pa-1， 峰值功率密度为60.2 mW m-2，声电转换效率大于50%。声音驱动的摩擦电纳米发电机可以同时点亮20个LED灯。研究组还通过多个不同响应频带的器件阵列制成自供电麦克风，实现了无源、宽频带声音录制；采用多声传感器构建了无源、主动式声源定位系统，可以实时定位声源位置。
该工作发表在最新一期的《ACS纳米》（ASC Nano） (DOI: 10.1021/nn4063616，Publication Date (Web): February 13, 2014)，研究结果在环境声能量高效采集、噪声抑制，以及声传感探测（如航空动力声传感、军事侦查以及个人电子设备）等领域有广泛的应用前景。整个器件的制造工艺无需昂贵原材料和先进制造设备，有利于大规模工业生产和实际应用，且整个器件以柔性聚合物膜为基本结构，易加工；器件的使用寿命长，易与其它加工工艺相融合。（ 潘锋）
