近日，我校机械工程学院22级硕士研究生周雯在仿生集雾发电领域取得突破性进展。其研究成果以“Bioinspired Dual-Function Device Integrating Fog Harvesting and Hydro-To-Electricity Conversion for Sustainable Supply of Freshwater and Electricity”为题，发表于材料科学领域国际顶级期刊《Advanced Functional Materials》（自然指数期刊，中科院一区，影响因子18.5）上。机械工程学院冯晓明副教授为第一通讯作者，23级硕士研究生朱晓辉为共同第一作者，我校为第一通讯作者单位。研究将仿生学原理与纳米发电技术相结合，成功开发出一种新型生物启发双功能装置（BDFD），有效克服了传统雾水能开发中存在的效率瓶颈问题。
研究团队从自然界中汲取灵感，巧妙结合仙人掌优异的雾水捕获能力和瓶子草超快速水运输特性，首次采用激光加工技术（脊槽结构）与化学改性（润湿梯度）相结合的方法，并引入高导热系数石墨烯材料，成功研制出协同优化的仿生雾水收集器（BFWC）。在此基础上，研究团队进一步将BFWC与固液摩擦纳米发电机集成，开发出具有双重功能的仿生装置（BDFD）。显著成果如下：BFWC的雾收集效率达到48940 mg cm-2 h-1，较非仿生样品提升305%；同时，装置实现了28.9 nC的转移电荷量，成功将雾能转化为电能。研究团队还深入揭示了BFWC结构参数对雾水冷凝和输送的影响机制，系统研究了冷凝液滴的高度、角度和频率对发电性能的影响规律。该研究成果为解决全球淡水和电力资源短缺问题提供了新的解决方案，具有重要的科学意义和应用价值。
值得一提的是，周雯同学在科研道路上持续突破，除了在《Advanced Functional Materials》上的重要发表，2024年以第1作者身份连续在国际著名期刊Langmuir（中科院2区；DOI:10.1021/acs.langmuir.4c00333；DOI:10.1021/acs.langmuir.4c02917）上发表了两篇高水平研究论文。此外，她还申请了3项发明专利，并主持江苏省研究生科研创新计划1项，充分展现了其扎实的科研能力和创新精神。在学术交流方面，周雯同学于2023年12月代表学校参加第二届先进传感与智能制造国际会议（ASIM），并作会议报告。凭借出色的学术表现，周雯同学先后获得国家奖学金、2023年度和2024年度研究生一等奖学金、校优秀研究生标兵、校优秀学生干部、校优秀青年志愿者等荣誉称号。同时，作为学院研究生会执行主席，她积极投身学院建设，展现了卓越的综合素质。
本研究成果得到国家自然科学基金面上、江苏省“青蓝工程”、镇江市基础研究专项和江苏科技大学“深蓝人才工程”等项目资助。
论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202426068
