隨著電子設備的小型化和柔性可穿戴設備集成化發展，從周圍環境中收集能量，為低功耗的可穿戴電子產品供能這一研究備受關注。湖泊和海面的自然蒸發、植物蒸騰和呼吸作用以及濕氣在大氣環境中無處不在。近年來，科研人員剖析了從環境濕氣中收集電能的納米材料（如碳納米材料、生物質納米材料以及金屬氧化物等），為柔性可穿戴電子設備提供持續能源。
中國科學院青島生物能源與過程研究所綠色反應分離與過程強化技術中心研究員李朝旭帶領的高端材料制造組群研究組，針對二維材料MXene和液態金屬（LM）微納米液滴相容性差的問題，提出了以天然多糖（海藻酸鈉）作為表面活性劑，剖析了LM和MXene之間的界面作用機制，解決了兩者相容性問題，并構筑了MXene/LM微納米液滴的包覆結構，實現了溶劑蒸發誘導LM微納米液滴燒結。研究發現，海藻酸鹽分散的LM納米液滴與MXene的混合水分散液，在蒸發中產生的毛細作用可促使重力沉降于底層的LM納米液滴融合燒結，進而構筑MXene/LM異質膜。進一步，研究發現，該薄膜在濕度梯度下具有自發的持續制動能力（驅動速度為260 °s-1，自振蕩時間大于3×104s）。該研究揭示了薄膜兩側吸濕體積變化差異是在濕度梯度下自持續致動的內在機理。當科研人員將薄膜放置于強度為0.5T的永磁體磁場中時，薄膜自振蕩機械能在外回路中產生高達1360μA m-2的交變電流。該研究通過調控界面復合機制，構筑的高導電自振蕩致動器在濕環境中收集能量并給微型電子器件供能，可用于濕環境下的能量轉化與收集。該技術克服了濕氣發電過程難以持續的問題，利于推動自持續震蕩薄膜等智能材料的發展，有望推動生物高分子作為能量收集材料的研究與發展。
相關研究成果發表在《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）上。研究工作得到國家自然科學基金、山東省“泰山學者”項目、山東省自然科學基金、中國科學院青年創新促進會和青島能源所/山東能源研究院科研創新基金等的支持。
