紙張作為主要載體，在工業和民生體系中都起著非常重要的作用，也承載著社會文化與文明的傳承。隨著電子功能材料及其溶液化的不斷發展，在綠色印刷先進制造的支持下，越來越多的功能材料與紙張結合，開發出各類環保型紙張電子信息化顯示的新功能。近日，我校輕工科學與工程學院（柔性電子學院）李志健教授團隊劉國棟教授以紙基材料為基底，探索了紙面信息的光調制智能顯示、自供能系統、能量存儲及信息防偽等方面的內容，在紙電子學及印刷電子領域取得了系列重要研究成果。
主要研究工作如下：
【工作1】：受到樹木年輪結構啟發，設計了一種結構簡化的全向摩擦納米發電機（O-TENG）和環形嵌套電極結構，實現了在任意角度下的滑動能量收集與電信號獲取。全印刷的O-TENG智能標簽，能夠實現多模式的應用，在自充電電源、光調制系統和滑動監測中展示了極大的便利性。例如，貼于衣服表面可形成一種跑步交互的光調制顯示系統；貼敷于包裝表面可作為智能傳感標簽，用于監測貴重物件的多角度突發滑動。
相關成果發表在國際知名期刊Nano Energy（2025, 135: 110631）上。通訊作者為陜西科技大學輕工科學與工程學院劉國棟教授，碩士研究生王要李為本論文第一作者。
【工作2】：通過導電性、電容性和電致變色性能的協同增強，印刷制備了具有寬色域、雙電極顏色組合及增強性能的紙面光調制顯示系統。同時，利用紙張的摩擦起電特性，構建了由雙面發電摩擦納米發電機驅動的多信息顯示、儲能增強和高能量回收利用率的自充電能量顯示系統（SPEDS），并將此系統作為運動紙腕帶，在運動摩擦中，顯示相關信息。
相關成果發表在國際知名期刊Nano Energy（2024, 128: 109903）上。通訊作者為陜西科技大學輕工科學與工程學院劉國棟教授，碩士研究生王要李為主要完成人。
【工作3】：通過紙面的本征粗糙度和凹版印刷的微觀結構，有效提升了紙面功能層的電化學性能。同時，基于霍夫邁斯特效應以及紙張表面電極界面與電解質的耦合增強作用，開發了一種新型耐低溫（-40 ℃）、全固態紙基自供能電致變色器件。
相關成果發表在國際知名期刊Journal of Materials Chemistry A（DOI: 10.1039/D4TA08719D）和ACS Applied Materials & Interfaces（2024, 16(40): 54316-54327）上。通訊作者為陜西科技大學輕工科學與工程學院劉國棟教授，碩士研究生陳淑月、陶夢欣分別為上述論文主要完成人。
【工作4】：通過聚苯胺電極和合成的1-甲基-4,4’-聯吡啶碘化物（MBI）的互補結構，制備了多色電致變色器件。不僅能簡化器件結構，同時增強器件的色彩豐富性（呈現紅、黃、綠、藍、紫的寬色域）。利用絲網印刷技術制備的光調制顯示器件，可以實現圖案的顯示和隱藏。該器件可應用于智能窗、防偽和智能包裝等領域。
相關成果發表在國際知名期刊Journal of Colloid and Interface Science（2024, 655: 493-507）上。通訊作者為陜西科技大學輕工科學與工程學院劉國棟教授，碩士研究生王子健為本論文主要完成人。
【工作5】：借鑒傳統色版疊印和顏色合成的基本原理，通過對顏色信息的相位調制和融合機制的研究，構建了基于二維信息水平的三維數字信息生成模型，并表現出很好的魯棒性。相關成果發表在信息科學領域的國際知名期刊Information Processing & Management（2023, 60(1): 103122）上，通訊作者劉國棟教授，碩士研究生汪賀延為本論文主要完成人。
【工作6】：基于在印刷電子制造方法及紙電學方面的研究經驗，綜述了具有仿生微結構的柔性觸覺傳感器的機制、制造方式與應用場景。該綜述發表于國際知名綜述類期刊Advances in Colloid and Interface Science（2023, 320: 102988），通訊作者為劉國棟教授，博士碩士研究生張卓清為本論文第一作者。
（核稿：劉國棟 編輯：趙誠）
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