近日，工學(xué)院徐學(xué)鋒教授課題組完成的"Bidirectional electron transfer in Triboelectrification caused by friction-induced change in surface electronic structure"論文，在材料科學(xué)領(lǐng)域Top期刊《Nano Energy》（中科院一區TOP，IF="17.60）上發(fā)表。論文第一作者為工學(xué)院博士研究生李薇，第一通訊作者為徐學(xué)鋒教授，北京林業(yè)大學(xué)為第一完成單位。
摩擦起電（Triboelectrification，TE），也被稱(chēng)為接觸起電（Contact Electrification，CE），人類(lèi)歷史上最早關(guān)于電的認識即來(lái)自摩擦起電。摩擦起電在自然界和人類(lèi)生產(chǎn)生活中普遍存在，并在靜電復印、靜電分離和摩擦電納米發(fā)電機等諸多領(lǐng)域有著(zhù)重要的應用。但它也會(huì )帶來(lái)嚴重的后果，例如摩擦起電引起的靜電放電可能會(huì )損壞微電子器件、引起火災甚至爆炸。
無(wú)論是提高靜電復印的性能或是降低靜電放電的危害，充分了解摩擦起電中的電荷轉移機制都是十分必要的。以往人們普遍認為，摩擦起電中兩個(gè)表面之間的電子轉移應該是單向的。本文實(shí)驗發(fā)現，摩擦過(guò)程中的電子轉移方向會(huì )隨著(zhù)接觸點(diǎn)位置的改變而改變，表明接觸面之間發(fā)生了雙向的電子轉移。實(shí)驗進(jìn)一步表明，當兩表面相對運動(dòng)方向反轉時(shí)，晶態(tài)表面間的電子轉移方向也會(huì )逆轉?；谀Σ吝^(guò)程中切向變形對摩擦表面電子結構的影響，本文提出了一種摩擦起電中電子轉移的理論模型，并通過(guò)第一性原理計算進(jìn)行了驗證。
徐學(xué)鋒教授團隊多年來(lái)一直致力于摩擦學(xué)、先進(jìn)制造等方面的研究，搭建了摩擦起電實(shí)時(shí)探測、單光子探測等實(shí)驗設備，在摩擦起電、摩擦發(fā)光機理及材料方面取得了一定的成果，可應用于摩擦納米發(fā)電機、有機污染物降解等領(lǐng)域。
該項工作得到了國家自然科學(xué)基金項目（51575054和51527901）的支持。
