受鱼群效应启发提出摩擦纳米发电机阵列

本报讯（记者王敏 通讯员施培松）安徽理工大学青年教师张生与中国矿业大学副教授许程课题组合作，基于鱼群游动过程中个体间协同能量传递机理，提出一种鱼群效应摩擦纳米发电机阵列，用于流体能量的捕获与利用。这一设计策略不仅为摩擦纳米发电机阵列的优化布局提供了新思路，也为陆地或水下多体协同运动编队的设计等工程应用提供了重要技术支撑。近日，相关研究成果发表于《纳米能源》。

摩擦纳米发电机是一种新型的高熵能量收集技术，利用摩擦起电效应和静电感应效应将机械能转换为电能，可广泛应用于微纳能源收集、自驱动传感、蓝色能源、高压电源及接触电致催化等领域。

此次研究中，张生等基于鱼群游动过程中个体间协同能量传递机理，提出了一种鱼群效应摩擦纳米发电机阵列。“研究发现，基于鱼群效应设计的钝体阵列能够有效抑制钝体间的相互扰动现象。同时，该阵列展现出类似鱼群运动中的能量捕获与传递能力，下游钝体摩擦纳米发电机可高效利用上游钝体产生的尾流能量，从而显著提升整体能量收集效果。”张生说。

在应用演示中，该阵列能够有效收集气流能量并将其转化为电能用于预警，并为温湿度计提供多次稳定的电源。

这种群体仿生设计不仅增进了对自然界能量转换机制的理解，也为研制高效的能量收集装置提供了新的视角和方法。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2025.111263