在人类历史上，交通使人类认识世界，促进文化交流，为人类文明发挥着不可或缺的作用。而得益于交通的发展，人类在实际道路与文明道路上都可以走得更远。在现代生活中，尤其是在城市交通网络，智能交通系统(ITS)的出现为了人类的安全和方便提供了更好的保障。传感器作为智能交通系统的基础，广泛用于信号采集。而在整个系统中，只有传感器工作，大数据以及后续处理才能对运输调度起作用，才可以称之为智能化。由于微电子技术的发展，小的传感器具有更低的能源消耗。但是用于传感器的电源(如电池)储存的电能仍然是有限的。并且频繁地替换或重新为电池充电对于数量巨大的分布式传感器是一个巨大的工程。与此同时，废旧电池还会给环境带来很大的影响。而另一方面，传统的电缆电源由于传感器数量的增加，出现了越来越复杂的布线问题。在这方面，自供电技术便显得尤为重要。幸运的是，纳米发电机不仅可以在交通载体运行过程中获取环境能量，为其任意分布的多个传感器供电，还可以作为主动式传感器，实现对智能交通系统的自供电无线监控。

近日，材料学院杨维清教授课题组以西南交通大学为第一单位在国际顶级期刊《Nano Energy》（IF=15.548）上发表了题为“Nanogenerator as new energy technology for self-powered intelligent transportation system”的综述文章，系统地总结了压电纳米发电机（PENG）和摩擦电纳米发电机（TENG）作为自供电技术在陆地、水上和空中的智能交通领域的研究进展。该综述分别以汽车、火车、船舶、飞机等交通载具以及桥梁、隧道、公路、轨道等交通道路两大方面对智能交通系统中自供电技术的发展前景和面临的挑战进行了讨论与总结。本篇综述奠定了自驱动智能交通的坚实基础，为西南交通大学交通运输工程双一流学科提供了新的支撑作用，同时该工作得到全组人员以及西南交通大学及材料学院的大力支持。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.104086

图1 纳米发电机作为自供电技术在智能交通系统领域的主要发展情况。

图2 纳米发电机在汽车领域的应用。

图3 能量收集技术在列车方面的应用。

图4 纳米发电机作为能量收集技术在自行车上的应用。

图5 摩擦纳米发电机作为能量收集技术与防腐技术在水中船舶的应用及潜在价值。

图6 能量收集技术在热气球与无人机的应用。

图7 基于纳米发电机的自供能桥梁检测系统。

图8 纳米发单机作为传感器与能量收集技术在隧道中的应用与潜在价值。

图9 纳米发电机作为传感器与能量收集技术在公路上的应用。

图10 利用压电与摩擦电两种不同的方式收集列车轨道的振动能。

图11 摩擦纳米发电机的不同结构设计用于水波能量收集和传感。

团队介绍：

杨维清，西南交通大学材料科学与工程学院教授/博导，牵引动力国家重点实验室固定人员，四川省杰出青年，2007 和 2011 年分别获得四川大学硕士和博士学位，2011-2014 年先后在电子科技大学和美国佐治亚理工学院从事博士后，2014 年 4 月引进到西南交通大学材料学院教授博导，主要从事纳米能源材料与功能器件的应用基础研究。近年来，在 Adv. Mater.（IF: 25.809）, ACS Nano (IF: 13.903），Nano Lett.（IF：12.279）, Adv. Funct. Mater. (IF: 15.621) 等国际著名刊物上发表 SCI 收录论文共计 145 篇，其中影响因子 IF>10 论 文 30 篇，ESI 高被引论文 11 篇，引用 4000 余次。主持军委科技委重点项目、国家自然基金项目、四川省杰出青年基金项目、教育部留学回国人员启动基金项目等多项省部级项目，担任国家科技奖评审专家。申请专利36项（已授权13项）。所做的工作被美国知名网站美国国家自然基金委（NSF)、Newscientist，CCTV 等近 20 家媒体专题报道，受到法国路透社，中国科学网、中国储能网、中国网、新华网、人民网、凤凰网等多家国内外媒体关注。也是 Newscientists（科技媒体世界排名第一，见百度）首次报道西南交通大学的科研工作。科研成果在北京科技展和中关村科技展上，受到国务院副总理刘延东、中科院院长白春礼院士和中科院北京分院院长何岩院士的高度评价，受邀参加中国国际广播电台名人坊节目专访。

课题组网站：http://userweb.swjtu.edu.cn/Userweb/yangweiqing/index.htm