浙江大学生物系统工程与食品科学学院IBE团队平建峰研究员课题组，提出了一种简便有效的方法，首次将摩擦纳米发电机技术应用于农用纺织品中，并用于降雨时雨水能的收集，通过能量转化获取电能。该研究已于近日发表在国际知名期刊《纳米能源》（Nano Energy）上。

环境温湿度、光照强度、水分、盐碱度、作物生理指标……这些参数关系农作物生长，需要实时监测，而这些监测系统需要不间断的供电，田间地头的电线铺设不方便，电池有限续航能力和污染风险又比较突出，如果开发一种既能发电又能监测的智能系统，岂不是一举多得？

浙大科研人员对大棚的设计进行了创新，通过对纱线表面做功能化处理，将摩擦纳米发电机依附在纱线上，织成智能化农用纺织品，利用雨水冲刷时的电子转移与流动产生电流，源源不断地为智慧农业供能。实验数据显示，在9.5牛顿的连续力作用下，3厘米长的纱线就能产生7.7伏的电压。

平建峰介绍，未来通过连接储能设备，这些被改造的农用纺织品，不仅可以为种植业和畜牧业提供保护以提高农畜产品质量与产量，还可以为物联网感知器件源源不断地输送电能，从而开展农业信息的无源监测和实时提供天气状况。

为什么雨滴的能量可以转化成电能呢？

原来，科研人员在纱线表面覆盖了两层特殊材料——导电的碳化钛纳米材料和不导电的聚二甲基硅氧烷（一种高分子聚合物）。该聚合物能够防水并与环境中的雨水发生电子转移。而碳化钛感应电极，不仅具有高导电性能，还因其高电负性可以助力表面聚合物抢夺电子。这两种材料具有良好的生物相容性，而且整个制备过程易于规模化和工业化。因此在实现农用纺织品原有的农用保护材料、保温、遮阳、水土保持、排水灌溉、种子培育基材的功能基础上，还能从农业环境中源源不断地获取能源，为智慧农业提供驱动力，实现农业信息“无源实时感知”。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2020.104863