上海交通大学郭益平教授AFM：新型防冻压电离子水凝胶，实现快速充电与高频能量收集

背景：随着可穿戴电子设备和物联网传感器技术的快速发展，柔性能量收集器在便携式自供电系统中扮演重要角色，但传统压离子水凝胶存在输出性能不足、工作频率低、充电速率慢及低温易冻结等问题。研究目的：上海交通大学郭益平教授团队旨在开发一种基于离子调控纳米颗粒的快速制备防冻压电离子水凝胶，以提升其在极端环境下的性能和应用潜力。结论：该水凝胶在数十秒内完成凝胶化，-90°C下保持柔性与高电输出，输出电压达827.90 mV，电流密度3.2 A m⁻²，在1~10 Hz频率范围内高效收集机械能，提供高达146 mV s⁻¹的充电速率，展现出优异的抗冻性、机械稳定性和实际应用前景。