国科大/理化所/清华JACS：内盐差梯度异质界面材料实现高效压电能量转换

本文介绍了由理化所闻利平教授、国科大赵紫光副教授和清华大学徐志平教授在《美国化学会志》上发表的最新研究成果。研究团队开发了一种具有内盐差梯度的两相异质界面材料，灵感来源于电鳗的高效放电机制。通过设计水凝胶与有机凝胶的微相结构，构建出多级异质界面，并在材料内建立了稳定的内盐差梯度。与传统均相离子压电材料相比，该材料的异质界面可建立差异化的阴/阳离跨界面传输能垒，并利用多级界面结构进一步放大离子传输差异，有效提升了净离子流的产生效率。研究结果表明，该材料的最大压电功率密度达到150 W/m³，并可维持输出压电能量达24小时。此外，研究团队还开发了一种离子压电神经调控装置，展示了其在神经调控、生物混合机器人以及可植入设备领域的应用潜力。这项研究为开发高效离子信号传输与能量转换系统提供了新的思路，为仿生学和离子电子学领域带来了更多潜在的应用可能性。