通信技术的发展，极大地促进了人类社会的进步和繁荣。对于现代通信技术而言，一个重要进展是人、环境和设备之间的信息交互。因而，发展和改进有效的通信方式来传输和接收数据成为信息交互的基础。

对于现有的便携式通信设备，用于收获和传输信息的能量主要来源于电池,而电池的更换和维护可能会带来许多难以解决的问题。首先是电池效率和寿命的问题，其次是广泛分布的电池将不可避免地导致环境问题。因此，构建自驱动和自供能的信息交互通信技术是现代通信技术发展的一项迫切任务。

近日，在王中林院士（课题组主页）、翟俊宜和胡卫国研究员的指导下,研究人员将摩擦纳米发电机(参见：生物全可降解的摩擦纳米发电机)与光通信技术相结合，利用摩擦生电的原理，实现了从环境中收集能量和信息信号，利用自驱动的效果，实现了光信号的传输。此外，通过摩擦纳米发电机的频率选择性，该信号传输系统可以分别通过移幅键控和移频键控的传输方法，实现对环境信号的选择性接收和发射。

图：(a)摩擦发电机的结构示意图；(b)通信单元示意图；(c)基于移幅键控通信方式的信息传输。

这个工作不仅拓展了摩擦纳米发电技术在信息通信领域的应用，而且证实了一种全新的通过人机交互实现远距离通信的方法。相关成果发表于ACS Nano（文章），并被选为ACS 主编推荐文章。

该研究耦合了两种模式的摩擦纳米发电机与光通信回路，利用接触起电产生的能量作为驱动，通过光发射系统进行光信号的发射，通过光敏器件对传输的光信号进行接收。摩擦纳米发电机对不同频率信号的共振现象可以实现滤波的效果。通过改变输入信号的频率可以实现连续的二进制信息的传递。

人与物、物与物之间的信息交互，以及人与人之间的信息交互，是对自供电通信系统研究的一个有益的示范，有助于推动“物联网”的发展。相关后续工作正在进行，希望进一步修改系统的性能，并利用微纳加工技术制作满足实际应用要求大小的装置。

文章连接:

Triboelectric Nanogenerator as a Self-Powered Communication Unit for Processing and Transmitting Information

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翟俊宜研究员简介：

中国科学院北京纳米能源与系统研究所研究员，Email：jyzhai@binn.cas.cn

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研究方向：压电半导体材料、电子学器件和光电子器件、外延功能氧化物薄膜、铁电，铁磁和多铁性器件

胡卫国研究员简介：

中国科学院北京纳米能源与系统研究所研究员，Email：weiguohu09@gmail.com

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研究方向：半导体材料外延和表征、压电(光)电子器件研制、器件物理和数值模拟。

（本文资料来源：中科院北京纳米能源与系统研究所，由e科网编辑整理）

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