如今, 用于摩擦納米發(fā)電機（TENG）的大部分摩擦材料的研究都集中在不可再生的合成聚合物，但尚未詳細開展通過化學修飾表面來調控天然材料摩擦電荷密度的基礎研究。纖維素廣泛存在于大多數(shù)植物中，是一種來源豐富、可自然再生、可生物降解的優(yōu)質天然高分子材料。同時，纖維素表面富含羥基，利用羥基進行化學反應，可以在纖維素分子上引入一些官能團，在調節(jié)摩擦極性和改善物理性能方面具有絕對優(yōu)勢。
針對以上問題，2019級碩士生劉艷華通過對纖維素納米纖維（CNFs）表面功能化處理來調控電荷密度，使用多種不同的官能團修飾CNFs，系統(tǒng)詳細的研究了經(jīng)過處理的CNFs在接觸起電過程中電荷密度的變化，拓展了纖維素的應用潛力。此外，提出了一個相對系統(tǒng)和改進的機理，以闡明化學修飾CNFs表面對接觸起電時電子轉移的影響。這項工作為分子表面化學修飾以調控摩擦電荷密度的系統(tǒng)研究提供了指導。
通過引入端基不同的硅烷對纖維素表面進行修飾， 纖維素表面化學成分發(fā)生變化，表現(xiàn)出不同的極性。將修飾后的CNFs分別與氟化乙烯丙烯共聚物（FEP）薄膜接觸分離，有效地調控了電荷密度。
研究成果以“Chemically tailored molecular surface modification of cellulose nanofibrils for manipulating the charge density of triboelectric nanogenerators” 為題在線發(fā)表在《Nano Energy》期刊上。該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。