發力！河南大學在森林火災報警研究中取得重要突破，成果獲國際關注！

近日，河南大學光伏材料省重點實驗室黃河學者特聘教授王新課題組在自驅動傳感系統的研究領域取得重要進展，研究成果以&34;為題，發表在國際能源領域頂級期刊《Nano Energy》（影響因子16.54）。

近年來，頻發的森林火災事故引起了全球的廣泛關注，火災事故的預報警系統也尤其重要。然而，目前商用的火災報警器（如煙霧、紅外、溫度傳感器）需要外部電源驅動，它們的應用受到頻繁充電或更換電池的限制。因此，開發無外部電源的森林火災報警系統仍然是一個嚴峻的挑戰。

針對上述問題，王新教授課題組基於摩擦電納米發電機（TENG）與熱敏傳感器之間的阻抗匹配效應，提出了一種全新的自供電森林火災預/報警系統（FFAS）策略，系統由一個封裝的球形獨立式摩擦電納米發電機作為電源，多巴胺修飾的氧化石墨烯作為熱敏傳感器，商用LED作為報警器組成，詳細研究了熱敏傳感器在100~350℃高溫和明火條件下的阻抗變化。基於摩擦納米發動機與熱敏傳感器之間的阻抗匹配效應，研究了自供電森林火災預警系統的電學輸出性能，發現快速火災響應時間（3秒）與明火時電阻變化的響應時間一致。當溫度升高或熱敏傳感器周圍出現明火時，摩擦納米發動機獲取風能轉化電能，提供電源能夠長時間點亮LED報警系統，成為森林火災快速監測和預/報警有效策略。同時，火災監測系統不僅用於森林防火預/報警，而且在高層建築、工業生產等各個領域也具有重要應用，將極大推動自供電無線監測網絡、物聯網、生態環境和全球氣候等領域的發展。

自供電森林火災報警系統示意圖以及電學輸出性質

河南大學為論文的第一完成單位，劉文全博士（聯合培養生）為第一作者，王新教授為第一通訊作者，東北師範大學單桂曄教授為論文的共同通訊作者。該研究工作受到國家自然科學基金面上項目、河南大學黃河學者資金等項目的資助。

王新教授課題組在光伏實驗室主任張偉風教授和實驗室同事的大力支持下，主要致力於摩擦納米發電、柔性物理電子器件和電子皮膚等領域的研究。目前課題組成員在《ACS Nano》、 《Journal of the American Chemical Society》、 《Journal of Materials Chemistry A》、 《Nano Research》、 《Chemistry of Materials》、 《Journal of Physical Chemistry B》等國際知名SCI期刊發表論文30餘篇，獲批專利4項，主持國家自然科學基金委基金項目3項和中國科學院青年促進會基金項目，參與了包括國家自然科學基金重點項目、 863項目和中科院戰略先導專項項目等10餘項，在柔性和可拉伸摩擦納米發電器件和自驅動傳感器等研究領域取得了一系列研究成果。同時課題組與國內外知名研究機構，包括中科院北京能源系統所、中科院長春光機所、北京大學、清華大學、東北師範大學、中科院蘇州納米所、美國加州大學、喬治亞理工學院、普渡大學、荷蘭阿姆斯特丹大學等開展廣泛的交流和合作。

延伸閱讀：

&34;於2008年11月由河南省科學技術廳批准，由河南大學、河南師範大學聯合組建，2009年2月28日，實驗室建設計劃任務書通過了由河南省科技廳組織的專家組可行性論證，實驗室建設期為3-5年。2015年5月份順利通過河南省科技廳的驗收，有多項指標達到並超過原來的要求。

河南大學光伏材料省重點實驗室在建設期內，累計獲得建設經費投入4000多萬元，實驗室新增採購超高真空掃描隧道顯微鏡 (Unisoku USM-11T-400mk)、超高真空掃描隧道顯微鏡-分子束外延系統 (Omicron LT STM-AFM)、超高真空掃描隧道顯微鏡 (CreaTec LT STM)、原子力顯微鏡 (AR MFP-3D-Infinity)、太陽能電池測試系統、脈衝雷射沉積鍍膜設備、掃描探針顯微鏡、物性測量系統、X-螢光光譜儀、雷射切割機、PECVD氣相薄膜沉積設備、德國真空手套箱、雙室熱蒸發系統、場發射掃描電子顯微鏡、深能級瞬態譜儀等30餘件大型科研儀器以及與之配套的小型實驗儀器設備；建立了280平方米的千級超淨間和240平方米的化學間。目前，實驗室已擁有價值5000多萬元的大、中型儀器設備，科研用房3000平方米且分布相對集中。實驗室利用4000萬元的建設經費，超額完成了建設期間儀器設備購置計劃和實驗室基地改造任務。這些建設經費和有關部門提供的良好的技術支撐、後勤保障，使實驗室科研基礎設施和科研平臺條件得到改善，有力地促進了實驗室的發展。

2013年10月，河南大學光伏材料省重點實驗室成功舉辦&34;全國高級研修班；實驗室先後邀請中國可再生能源學會理事、中國可再生能源學會光伏專業委員會理事王文靜研究員、國家基金委傑出青年科學基金獲得者、國家重點基礎研究發展規劃(973)項目首席專家、北京師範大學薄志山教授、中國能源學會理事、863計劃項目首席專家北京航天航空大學的王聰教授、美國矽谷光學科技公司總裁兼CEO，高級工程師高川博士等國內外專家、學者來實驗室進行學術交流；有100餘人次參加了重要的國際，國內光伏學術會議，邀請國內外專家來訪30餘人次。通過多渠道擴大實驗室在國際和國內的輻射效應。

通過5年的建設，河南大學光伏材料省重點實驗室已初具規模，取得了初步的階段性成果，超額完成建設計劃書中所規定的各項指標。已完成或超額完成計劃任務書中規定的各項建設任務，已經具備承擔國家級及省級重大課題的研究任務。

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原素材來源：河南大學官網