近日，2020級博士生蔡晨晨巧妙地利用木頭的天然多孔結構，使用簡單的化學處理去除部分木質素和半纖維素，并在木頭內部負載碳納米管，獲得了力學性能優異且具有氨氣敏感特性的導電木基材料。再將其作為介電材料與電極材料結合制備成電源和氨氣傳感器一體化的木基摩擦納米發電機（TENG），并結合無線電路模塊，設計了一種基于TENG的自供電無線氣體傳感器系統（TWGSS），成功實現了冷鏈運輸過程中實時無線食品質量評估。TWGSS 可實時監控食品變質關鍵氣體（如氨氣），并在高濕度（75%）和低溫（-18 °C）下保持出色的穩定性。此性能得益于木材的三維多孔結構和復合材料的氨氣敏感特性。木基TENG對氨氣表現出優異的靈敏性，輸出電壓隨著氨氣濃度升高而降低。此外，木基TENG 在 500 ppm 氨氣濃度下表現出 0.85敏感響應值，遠高于腐敗食品中其他相同濃度下氣體的響應值。最后，該研究展示了其在豬肉和魚肉食品質量評估中的實際應用效果。相關工作以“Integration of a porous wood-based triboelectric nanogenerator and gas sensor for real-time wireless food-quality assessment”為題發表在國際著名能源期刊《Nano Energy》上（2021, DOI: //doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.105833）。
論文的第一作者為廣西大學輕工與食品工程學院2020級博士研究生蔡晨晨，通訊作者為廣西大學輕工與食品工程學院聶雙喜教授，惠州光都智能科技有限公司吳正陽工程師提供了部分傳感技術支持。研究工作得到了國家自然科學基金面上項目、廣西自然科學基金重點項目的資助。
論文信息：
Chenchen Cai, Jilong Mo, Yanxu
Lu, Ni Zhang Zhengyang Wu, Shuangfei Wang and Shuangxi Nie*,
Integration of a porous wood-based triboelectric nanogenerator and gas sensor
for real-time wireless food-quality assessment. Nano Energy, 2021, DOI: //doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.105833
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285521000914