人类的文明进步和文化交流离不开现代工业的发展，汽车、火车、船舶和飞机在便捷、高效、安全出行方面发挥着重要作用。然而，机器中的关键动态部件每天都可能发生意想不到的致命故障，威胁着人类的生命和健康。因此，实现智能监控机器的润滑状态对于智能机器的发展至关重要。
瑞典吕勒奥理工大学Yijun Shi教授、瑞典皇家理工学院Jinshan Pan教授、中科院北京纳米能源与纳米系统研究所王中林院士等人对此提出了一种可行的策略，即通过油与固体接触时产生的接触带电过程来研制一种可用于润滑油实时监测的自供电摩擦纳米发电机（O−S TENG）。这种O−S TENG可以成功地监测基础油中的杂质。O−S TENG具有良好的灵敏度，可以分别检测到至少1 mg/mL的磨屑和0.01 wt%的水污染物，实现了对发动机油箱中润滑油的实时监测。该研究以题为“Real-Time and Online Lubricating Oil Condition Monitoring Enabled by Triboelectric Nanogenerator”的论文发表在《ACS nano》上。
文章亮点：
（1）作者开发了一种基于油-固界面摩擦带电效应的自供电摩擦纳米发电机来监测润滑油。研究发现，在接触带电过程中，可以实现从油到固体表面的电子转移。而电输出特性取决于油中磨屑、沉积碳和老化诱导的有机分子等杂质的屏蔽效应。
（2）以往的研究工作仅能定性地指出，减少液体在摩擦纳米发电机上的吸附可以提高液体的输出能力，但没有研究液体的吸附质量、吸附速度及其对输出性能的影响。在此，作者利用石英晶体耗散微天平（QCM-D）定量研究了液体−固体接触界面的输出能力与润滑油吸附行为之间的内在联系。
（3）在此基础上，作者成功开发了一种自供电监测器，用于对油箱中的发动机润滑油进行实时在线监测。经过 1500 次循环后，O-S TENG 的输出值没有明显变化，表明设计的 O-S TENG 表现出良好的稳定性。
本研究为润滑油的智能监测提供了一种实时、在线、自供电的策略，相信这种自供电摩擦纳米发电机具有以节能、高效的方式监测不同机械系统中润滑油服役性能的巨大优势。
原文链接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c02980
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