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復納科學儀器（上海）有限公司
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當全球都在尋找綠色能源新方案時，一項來自廣西大學魯鵬教授團隊的研究，把“咖啡渣”變成了真正能發電的材料。這項成果近日發表在《Advanced Functional Materials》（AFM）上，題為：“A Fully Degradable and Enclosed Triboelectric Nanogenerator Based on Spent Coffee Grounds Triboelectric Material”。研究團隊在工作中使用飛納臺式掃描電鏡（Phenom），揭示了咖啡渣發電材料的微觀結構——讓這杯“科學咖啡”，更加香濃有力。
研究背景：綠色能源的“材料瓶頸”
摩擦納米發電機（TENG）是一種能將機械能轉化為電能的創新裝置，常被用于可穿戴設備、環境傳感和風能采集。但傳統 TENG 多采用 PTFE 等不可降解高分子作為摩擦材料。它們性能強，卻難降解，對環境不友好?？蒲薪玳L期面臨兩大痛點：缺乏高性能可降解負摩擦材料；以及可降解 TENG 結構脆弱，不利于量產和應用。
01
創新一 讓咖啡渣“重生”為電能材料
研究人員將咖啡渣與可降解高分子聚己內酯（PCL）共擠出，制備出 SCG-PCL 復合顆粒?？Х仍缓举|素、纖維素、脂肪酸等成分，表面粗糙、含有大量負電性官能團（羥基、羧基），顯著提升摩擦起電能力。
02
創新二 3D 打印打造“全封閉式”綠色發電機
研究團隊進一步利用 3D 打印技術，用導電 PLA-C 與 PLA 構建外殼，內部填充 SCG-PCL 顆粒，制成一個全封閉、全可降解的發電模塊（SP-TENG）。這種模塊完全密封、防潮抗氧化，成本僅為PTFE裝置的23%，功率密度 12.28 mW·m?3，可穩定運行 9400 次循環，且 6 個月后電壓僅衰減 6%。
在研究中，團隊使用飛納 Phenom 臺式掃描電鏡對材料進行形貌表征，幫助科研人員發現咖啡顆粒均勻分散于 PCL 基體，表面呈現多孔粗糙結構，顯著提升有效接觸面積。飛納電鏡憑借高分辨率、低真空快速成像和極簡樣品制備流程，讓科研團隊快速洞察生物質材料的微觀結構變化。
03
應用拓展：風能采集與道路預警
團隊進一步將 SP-TENG 集成進風能采集裝置，實現自供電應用：在風速 9–11 m/s 時，輸出電壓達 30V，可點亮 LED 陣列、驅動溫濕度傳感器；在復雜道路環境中，可作為風能驅動的交通警示系統，通過閃光或聲音提醒駕駛員減速。
04
從“廢渣”到“新能源”的閉環創新
這項研究實現了從廢棄物到能源材料的綠色閉環：廢棄咖啡渣 → 高性能發電材料；可降解結構 → 環境友好無污染；飛納電鏡 → 揭示微觀機制；應用驗證 → 綠色自供電系統。這不僅是一項材料創新，更是一種可持續科研的典范。
“每天喝下的咖啡，或許就是未來的能源?！?在飛納電鏡的助力下，這一想法正在從實驗室走向現實。讓顯微世界的每一次觀察，都成為科技創新的起點。
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