С развитието на миниатюрни електронни устройства, които могат да се носят, и нарастващото търсене на разпределени сензори с ниска мощност, събирането на енергия от заобикалящата среда за захранване на нискоенергийни електронни продукти и разработване на самоподдържащи се технологии се превърна в изследователска гореща точка. Традиционното събиране на електромагнитна енергия изисква сложно оборудване, докато трибоелектричеството на интерфейса твърдо-твърдо вещество е изправено пред проблема с износването на материала по време на дългосрочно триене. Последните изследвания показват, че събирането на механична енергия на базата на динамични електрически двойни слоеве на интерфейса твърдо-течно може да реши тези проблеми. Въпреки това, механизмът на динамично събиране на енергия с двоен електрически слой остава неясен и неговата производителност се нуждае от допълнително подобрение.
Екип, ръководен от изследователя Li Zhaoxu от Кингдаоския институт по биоенергия и биопроцесна технология, Китайската академия на науките, използва йонни течности за частично разтваряне и сливане на целулозни нановлакна (CNFs), за да подготви CNFs порест йонен гел с висока еластичност на натиск и висока йонна проводимост . Проучването установи, че чрез контролиране на количеството йонна течност, омокрящите свойства на течния метал от сплав Ga-In и интерфейса на йонния гел могат да бъдат модулирани, което позволява на течния метал да навлезе във вътрешните пори на йонния гел под външна механична сила. Когато външната сила бъде премахната, течният метал може да се оттегли от порите на гела чрез вътрешната си кохезия, връщайки се в първоначалната си форма.
Използвайки течния метал от Ga-In сплав като динамичен електрод и твърда платина като фиксиран електрод, взаимодействието между течния метал и двойния слой на порестия йонен гел под механично напрежение причинява промяна в двойния слой, което води до движение на заряда и електричество поколение. По-нататъшни проучвания разкриха, че асиметрията на двойния слой при динамичния електрод от течен метал от сплав Ga-In и повърхността на платинения фиксиран електрод както във времето, така и в пространството е ключова за генерирането на електроенергия. Изследването показа, че чрез оптимизиране на условията изходният ток достига 25 μA cm⁻², мощността достига 4 mW cm⁻², а ефективността на преобразуване на енергия достига 36%.
Това проучване предоставя стратегия за конструиране на силно компресируеми, еластични проводими йонни гелове и обещава приложения в събирането на енергия от околната среда и изследванията на пасивни сензори. Констатациите бяха публикувани наскоро в Advanced Functional Materials, с подкрепата на Националната природонаучна фондация на Китай и Китайска академия на науките.