摩擦電納米發電機（TENG）是一種將機械能轉化為電能的有效方法，使其適用于可穿戴電子應用。水凝膠作為TENG電極很常見，但它們作為直接摩擦電層的用途仍然沒有得到充分的探索。
于此，浙江工業大學況太榮、陳楓等研究人員合成了一種新型的兩性離子單體3-{1-[6-（羥甲基）-2-甲基-3,8-二氧代-9-氮雜-4,7-二氧代癸-1-烯-12基]咪唑-3-鎓-3-基}丙烷-1-磺酸鹽（VNIPS），并將其與丙烯酸（AA）和甲基丙烯酸兩性離子磺基甜菜堿（SBMA）結合，以制備雙網絡兩性離子水凝膠。
水凝膠是使用溶劑交換過程開發的，該過程促進了微相分離域的形成，顯著提高了其機械強度（211.9 kPa，472.3%）、電導率（0.6 mS cm-1）和抗凍能力（-18.3°C）。此外，水凝膠的親水基團與水分子相互作用，減少了潮濕條件下的電荷損失。當用作摩擦電正極層時，基于水凝膠的TENG實現了456 μC m?2的實質性電荷密度和464 mW m?2中的輸出功率密度，同時保持了97 V的穩定開路電壓（Voc），在80%相對濕度下保持了92%的保持率。
此外，水凝膠的強粘附性和生物相容性使其適用于可穿戴應用，如運動傳感和莫爾斯電碼通信。這項工作證明了兩性離子水凝膠作為摩擦電材料的可行性，為制造高效、耐濕的能量采集器提供了一種新策略。
參考文獻：
Y. Ding, H. Guo, M. Ouyang, G. Meng, F. Chen, T. Kuang, Humidity-Resistant Wearable Triboelectric Nanogenerator Utilizing a Bound-Water-Rich Zwitterionic Hydrogel With Microphase-Separated Domains. Adv. Funct. Mater. 2024, 2421164.
https://doi.org/10.1002/adfm.202421164
