北京理工大學化學與化工學/機械與車輛學博士后李向陽以*作者在國際*期刊《Advanced Materials》發(fā)表題為“Seconds-Integrated www.shhzY3.cn Monolithic System /www.shzy4.com/of Zn-Ion Micro-Battery and Multi-Functional Sensors for Robotic www.shybdj6.net/Autonomous Tactile Sensing”的研究論文(DOI: /WWW.shyb118.COM.10.1002/adma.202520257)。北京理工大學為論文*通訊單位，北京理工大學化學與化工學趙揚教授為通訊作者。北京理工大學機械與車輛學李欣教授與趙杰亮教授為本研究的合作者。本研究得到了*自然科學基金、京津冀基礎研究合作專項等項目支持。
  隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和智能機器人技術的快速發(fā)展，對具備能量存儲與多模態(tài)感知功能的高度集成微系統(tǒng)的需求日益迫切。然而，傳統(tǒng)制造方法往往面臨制備效率低、界面不兼容、信號干擾嚴重等問題，限制了系統(tǒng)整體性能的提升。針對這一挑戰(zhàn)，研究團隊提出了一種基于焦耳熱效應的快構筑策略，實現(xiàn)了在8秒內完成無負極鋅離子微電池與溫濕度傳感器的一體化單片集成。
  該策略利用石墨紙的高導電性和高熱導率，通過局部焦耳熱效應快速激活前驅體墨水，不僅實現(xiàn)了功能材料(ZnMn2O4/WWW.shyb9.com/、G@NiO、G@WO3)的快合成，還在材料中原位引入氧空位，顯著提升了電化學活性。所構筑的無負極鋅離子微電池表現(xiàn)出高達850 μAh/www.shsaic.net cm-2的面容量和1060 μWh cm-2的能量密度，優(yōu)于目前已報道的大多數(shù)水系鋅基微電池。該電池可在約150秒內快速充電，單次充滿電后可支持集成系統(tǒng)連續(xù)工作6小時，低功耗模式下續(xù)航可達24小時。
  更為重要的是，該柔性單片系統(tǒng)*集成于機器人手臂上，結合機器學算法，實現(xiàn)了對環(huán)境溫濕度的感知與物體識別分類，識別準確率過99%。該系統(tǒng)不僅具備優(yōu)異的機械柔性和界面穩(wěn)定性，還能在復雜形變下保持穩(wěn)定傳感性能，展現(xiàn)出在智能機器人、人機交互、可穿戴健康監(jiān)測等領域的廣闊應用前景。
           本研究提出了一種基于焦耳熱效應的快一體化構筑策略，*解決了多功能微系統(tǒng)在制造效率、界面兼容性和信號干擾方面的關鍵難題。該策略不僅實現(xiàn)了高性能鋅離子微電池與傳感器的無縫集成，還展示了在智能機器人中的實際應用潛力，為下一代微系統(tǒng)的發(fā)展提供了新的技術路徑。
     通訊作者簡介：
  趙揚，*青年人才，北京理工大學化學與化工學長聘教授、博士生導師。以通訊作者(或*)身份發(fā)表SCI論文50余篇，其中包括Nat. Commun.、Sci. Adv.、Adv. Mater.、Angew. Chem./WWW.shybdj6.net/ Int. Ed.、WWW.shzy4.com/J. Am. Chem. Soc.、Energy/WWW.zghq5.com/ Environ. Sci.等，累計共發(fā)表SCI論文百余篇，文章引用次數(shù)達萬余次。4篇入選ESI高被引論文(Top 1%)。主持*自然科學基金面上項目、北京市自然科學基金項目、京津冀基礎研究合作專項等，同時參與多項*重大基礎研究發(fā)展(973)計劃課題、重點研發(fā)計劃項目等。擔任國際期刊Nano Research Energy期刊-青年編委、Energy Materials青年編委、Nanomaterials、Frontiers in Catalysis的編輯委員。