尼龍，這種以韌性著稱的常見材料，出現在服裝、繩索、輪胎帘子線等日常用品中。但因其內部電荷排列無序，很難被視作發電材料。近期，澳大利亞皇家墨爾本理工大學研究團隊在《自然·通訊》雜志上發表了一項突破性成果。他們開發出一種柔性尼龍薄膜，可以通過擠壓產生電能，即使被汽車多次碾軋，依然能穩定發電。這項新技術讓尼龍兼具韌性與高壓電性能，為其應用於可穿戴設備、智能基礎設施等奠定基礎。

　　該論文聯合通訊作者阿姆加德·雷茲克副教授在接受本報記者採訪時介紹，柔性尼龍薄膜使用的是尼龍11，原料取自可再生蓖麻油，其本身就以堅韌耐磨著稱，且具備可降解特性。在實驗中，借助專門的電聲耦合平台，在壓電襯底上施加兆赫茲級高頻電信號，可同時產生局部高電場和強烈的表面振動。這種聲波與電場的協同作用實現了兩大關鍵效果。首先，促使尼龍11形成一種壓電性能極強的特殊晶體結構。通俗來說，普通尼龍內部的分子像一盤散沙，受力時無法產生明顯的電信號﹔而這種特殊晶體結構則能讓分子像士兵一樣整齊列隊，從而賦予材料將機械能轉化為電能的能力。過去，想要獲得這種晶體結構需要極其復雜的低溫拉伸工藝，而該團隊利用電聲耦合技術，一步到位地誘導出了高度有序的分子結構，從根源上賦予了材料高效發電的能力。其次，同步完成材料的電極化規整，使所有分子電荷方向統一，省去了傳統工藝中先誘導特定晶相再施加高壓進行極化處理的繁瑣步驟，消除了規模化制造的主要障礙。

　　經過這樣處理的尼龍薄膜，在嚴苛環境下依然能持續發電。論文第一作者、博士研究生羅伯特·科姆列諾維奇表示：“這種薄膜設備極其堅韌，即使經歷折疊、拉伸，甚至被汽車碾軋，依然能持續發電。”這種既柔韌又耐用的特性，使其在傳統可穿戴設備領域大有用武之地。例如，嵌入衣物或鞋墊的尼龍薄膜，可將人體運動產生的機械能轉化為電能，為隨身傳感器或微型電子設備供電，無需頻繁更換電池。更具想象力的場景在基礎設施領域。雷茲克說，在道路基礎設施中嵌入尼龍薄膜，能將過往車輛產生的機械振動轉化為電信號。這些信號既可用於監測和統計車流量，也能為分布式傳感器、交通標志或其他道路智能技術提供輔助電源，為搭建大面積、長壽命的能量收集系統開辟了新路徑。

　　鄭州大學橡塑模具國家工程研究中心副教授陸波對本報記者表示，這項研究的核心創新在於，將兆赫茲級電聲耦合技術引入壓電聚合物的聚集態結構調控，突破了尼龍11等非氟壓電材料在晶相、取向與極化方面難以同步優化的技術瓶頸。該工藝具有一步完成、低能耗的優勢，而且其原料兼具可回收與可生物降解特性，為化解傳統含氟壓電材料（如PVDF）帶來的環境風險提供了綠色方案，也為可持續能量採集、可穿戴醫療及人機交互等柔性電子器件奠定了材料基礎。

　　不過，從理論實驗走向產業化，該成果仍面臨不小的挑戰。陸波認為，目前該技術僅在實驗級小尺寸樣品上獲得驗証，大面積制備中的聲場均勻性、高溫高濕環境下的性能穩定性仍有待突破，且襯底工藝與現有薄膜產線的兼容性尚需進一步驗証。“開發規模化、符合工業標准的生產設備和工作流程，將是邁向商業化部署的重要一步。”雷茲克表示，這不僅涉及如何制造出更大尺寸的薄膜，還在於如何從工業化量產的角度優化制造參數。目前，該團隊正積極與紡織品制造商、可穿戴技術公司等探討合作，推動這一新材料早日應用於實際產品與基礎設施中。

　　《 人民日報 》（ 2026年08月28日 15 版）