2022年10月26日，湖南先进传感与信息技术创新研究院胡又凡团队在国际知名期刊《纳米研究》（Nano Research）上发表论文《具有恒定固有电容设计的摩擦纳米发电机》（Triboelectric nanogenerators with a constant inherent capacitance design），IF：10.296。研究院2019级研究生甘蓝月为文章的第一作者，我校为第一通讯单位。
随着物联网、传感网络、大数据、人工智能等技术的发展，人们对电能的运用场景要求越来越高。为了能够持续不断地为处于各种场景中的系统供电，收集环境中的微弱能量并转换成系统的供电电能成为一种可靠的解决方案。摩擦电纳米发电机(TENGs)基于摩擦起电效应和静电感应耦合作用，将环境中获取机械能转换为电能，在能量收集、自供能传感系统等领域具有广阔的应用前景。然而，对于大多数垂直接触分离模式和横向滑动模式的TENGs固有的电容属性，导致其能量转换效率不高。
针对以上问题，湖南先进传感研究院团队提出了一种具有恒定固有电容的新型器件结构（图1），并通过数学建模对该结构的关键输出参数建立了解析表达式。这种具有恒定固有电容的摩擦纳米发电机实现了55 mW/m2的最大输出功率密度，相比于传统的纳米发电机具有更高的能量转换效率，能够在160s把100 μF的电容器充电到8 V，并展示了构建实时风力监测计的应用。该工作还受到了国际新闻媒体的采访报道
图1 新型结构TENG结构及工作原理
湖南先进传感与信息技术创新研究院成立于2018年，是集人才培养、科学研究、技术开发、成果转移转化于一体，治理结构完善、运行机制灵活、有别于现有机构的“实验区”。研究院团队由5名教授、2名副教授、11位优秀博士、14名实验室工程技术人员、100余名博士及硕士研究生。已建成的1500平米中南地区最先进、国内领先水平的微纳器件加工实验室，面向国内各高校和企业用户开放。围绕集成电路和新型传感器为代表的新一代信息技术领域，团队在唐氏综合症筛查、肝癌检测、无创血糖监测等生物传感和甲烷、氢气、甲醛等气体传感器件及其相关技术方面取得重要成果。
