近日，湖北大学材料科学与工程学院仿生摩擦课题组郭志光教授课题组在国际期刊《Advanced Functional Materials》发表了题为《Callistemon Viminalis-Inspired Rotational Structure for Omnidirectional Fog Collection and Power Generation》[1]的研究成果，2021级本科生张从寄为第一作者，湖北大学为第一作者单位，谢尚珍副教授和郭志光教授为通讯作者。
为应对全球日益增长的能源和水资源需求，研究人员一直在探索创新的解决方案。目前的主流策略侧重于多功能集成系统的开发以最大限度地提高系统利用率和能量收集效率。雾，因其分布广泛且易于收集，成为一种高效的水资源收集方式。已有相关研究设计新颖的结构用于收集雾气的同时摩擦发电。与摩擦生电相比，风力发电对材料的要求更低，受环境条件的影响较小，并且具有可再生、储量丰富、分布广泛等关键优势。受垂枝红千层启发，本文设计出一种新型带有刺状阵列的旋转结构用于高效收集雾气并产生能量。该系统具有呈360°分布且带有曲率梯度的刺状结构以及超疏水表面设计。它能够实现全方位的雾气收集，同时利用旋转运动来发电。该结构实现了高达9000 mg cm-2h-1的高雾气收集速率，在雾流速度为7 mph时，能产生0.62 V的电压和7.2 mA的电流输出。与未经处理的纯铝片相比，其雾气收集效率提高了87.5%。此外，这种结构在多次使用后仍展现出优异且持久的性能，这确保了它的实际应用价值。因此，这项创新为更有效地收集水资源和能源资源开辟了道路，为资源的可持续生产提供了宝贵的思路。
近期，该课题组持续在雾水收集研究方向进行了拓展研究和探索，主要相关成果发表在ACS Applied Materials & Interfaces[2], Advanced Materials Technologies[3], Nanoscale[4], Nano Today[5], Langmuir[6]等国际知名期刊上。
本文通讯作者之一，谢尚珍副教授，2021年博士毕业于香港城市大学，2023年在香港城市大学博士后工作结束后加入湖北大学郭志光教授团队，主要研究方向为仿生表界面用于大气水收集、油水分离和新能源器件被动式热管理，目前已在Advanced Functional Materials、Droplet、Chemical Engineering Journal、Nano Today、Journal of Colloid and Interface Science，和Small等国际知名期刊发表论文20余篇，现为湖北省楚天学者，入选湖北省百人计划，主持国家青年基金一项，主持雾水收集横向项目一项。
本文通讯作者之一郭志光教授近年来通过调控材料表面润湿性在水收集，油水分离、防冰除冰、能源收集、气泡操控等领域进行了性能和机理方面研究，取得了系列进展。现任Bio-design and Manufacturing, Journal of Bionic Engineering和Friction杂志副主编，兼任Chem. Lett.、Biosurface and Biotribology、Advanced Bionics、摩擦学学报、中国表面工程等杂志编委，主持承担国家自然科学重点基金项目、优秀青年科学基金项目和面上项目等。在Chem. Soc. Rev., JACS, Adv. Mater.和摩擦学学报等国内外刊物发表学术论文600余篇，SCI引用2万5千多次，H因子83。出版中文专著2部，英文专著1部。
论文链接：
[1]https://doi.org/10.1002/adfm.202505075
[2]https://doi.org/10.1021/acsami.4c14849
[3]https://doi.org/10.1002/admt.202401352
[4]https://doi.org/10.1039/d4nr02697g
[5]https://doi.org/10.1016/j.nantod.2024.102557
[6]https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.4c05155
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