能源是我们赖以生存的命脉，全力发展可再次生产的能源，寻找能源新的增长点，是保障未来可持续发展的重点。基于摩擦起电和静电感应原理的摩擦纳米发电机（TENG），可以将环境中的机械能高效地转化为电能，高效收集人们周围分布广泛且无处不在的微小的机械能，具有质量轻、体积小、材料选择广泛、结构相对比较简单等特点，为能量收集和自驱动传感领域开辟了一个新的方向。
现有研究大多数采用合成高分子材料制备摩擦纳米发电机，这将对环境能够造成不可逆的伤害和污染。本研究采用从虾蟹等节肢动物的甲壳提取的唯一带有游离氨基的碱性多糖--壳聚糖作为摩擦材料，构建高能量密度的TENG。作为一种天然绿色材料，壳聚糖还广泛存在于菌类、藻类、软体动物的壳和骨骼之中，本研究提供了一种绿色能源收集方案。
团队发现不同结晶程度的壳聚糖薄膜存在摩擦极性转变的现象，这在以往的文献中并未报道。因此，通过深入研究，团队提出了一种基于壳聚糖的结晶度调控和介电性能增强的策略。封面的主体，以螃蟹的形式突出所使用的生物材料壳聚糖。螃蟹体内表达了本文摩擦电改性的两种机理：材料内壳聚糖聚合物链形成了结晶结构（蓝色小方块），通过调控结晶程度，可实现摩擦电极性的转变。另一方面，聚合物链缠绕的碳纳米管，在界面处会产生深陷态，从而诱导更多摩擦电荷，提升摩擦电性能。
研究通过一系列分析壳聚糖分子链的静电势图，与表面电势表征技术相结合，解释了由壳聚糖结晶结构产生的独特的摩擦电极性转移机理。此调控策略拓展了壳聚糖基TENG的配对材料选择和应用场景，并且为其他生物材料的摩擦电改性研究提供了可能的方案。
同时，通过掺杂纳米材料单壁碳纳米管（SWCNT），实现不同结晶度的壳聚糖薄膜的介电性能增强，进而提升摩擦电性能。优化后的TENG最大转移电荷密度为262 μCm-2，并且在20%~85%的湿度范围内表现出优异的输出稳定性。本研究为调控壳聚糖的摩擦电极性，提高其性能和稳定能力提供了新的思路，促进了天然生物材料在TENG领域的发展。
通过视频内容，我们也可以直观看出该研究制备的壳聚糖基TENG的高单位体积内的包含的能量特性和应用前景。尺寸为4×4cm2的TENG，可同时点亮480个LED
本项工作得到了国家自然科学基金联合基金重点项目及宁波市国际科技合作项目资助。
分别于2005年、2008年于北京航空航天大学可靠性与系统工程学院获学士及硕士学位。2012年获得美国克拉克森大学博士学位。2013年作为“海外直聘副教授”入职北京航空航天大学。2015-2017年为美国哥伦比亚大学机械与土木系访问学者。主要是做疲劳寿命评估、结构健康监测、结构可靠性评估等方面研究。主持国家自然基金、重大工程型号攻关课题等项目40余项。入选2017年北京市自然科学基金优秀青年人才。担任ASME不伤害原有设备的检测期刊JNDE副编及Elsevier旗下声学权威期刊Ultrasonics编委。在相关领域发表SCI论文50余篇，获国家专利授权20余项。
长期从事机械故障诊断的基础理论和技术创新工作，提出了机械早期故障瞬态信息的检测与自适应提取理论，系统构建了实际服役条件下机械故障信息的提取、集成和定量诊断技术。作为第一完成人获得国家自然科学二等奖、机械工业科技奖发明一等奖、教育部自然科学一等奖各1项。获得第三届全国创新争先奖、国家杰出青年科学基金，并入选国家自然科学基金委创新研究群体带头人、国家级领军人才、国家有突出贡献的中青年专家、中国科学院百人计划等。发表SCI论文200余篇，其中ESI高被引论文17篇，SCI引用1.6万余次,授权发明专利27项，2019年至今连续五年入选科睿唯安全球高被引学者。现任中国振动工程学会常务理事，中国机械工程学会理事、《机械工程学报》编委会副主任等。