深州是硬件之都，近年来可穿戴设备层出不穷，各种便携式、可穿戴式和植入式电子设备的出现与普及，为供电装置向小型化、高能量与长寿命方向发展，提出了较高的要求。本项目提出基于驻极体材料和液滴微流控技术的能量收集概念，开发从环境中收集能量给设备供电的环境能量收集技术，系统性地探索了基于驻极体、超疏液表面、液滴微流控等新技术的能量收集微系统，采用驻极体作为虚拟电压源，根据电容感应原理，运用微流控技术以及电极制造工艺结合电双层特性，通过微液滴的流动使得微液滴与电极之间的感应电荷改变，使得系统电容发生变化，并捕获因为电容变化而产生的能量，从而获得感应电流实现液滴发电。本项目研究了MEMS振动发电的模型、纳米修饰增强电双层效应、液滴操控等关键技术，获得液滴发电的初步验证。研究表明，通过MEMS静电发电机的模型，设计制作新型微流控纳米结构，提高驻极体性能、改变介电涂层材料、固液接触界面的超疏水处理、加快液滴与电极之间的接触分离速率等方法效果显著。系统研究了多种电容变化模型的微型发电的机理建模和理论分析，深入分析了寄生电容的影响，指明了提高发电效率，指明了系统优化的方向。开发了基于微液滴及高性能驻极体的电容式发电的新方法。驻极体作为虚拟电压源，当微液滴经过电极时，介质变化导致电极的感应电荷变化。为了提升双电层效应，开发了多种电极制备工艺与表面修饰新技术。首先，采用电沉积方法在铂纳米锥上修饰氧化铱，从而改善电极特性，其次，研究了如何利用电位扫描技术在铂微电极上制备铂纳米柱，以及在电极表面制造了氧化铱/铂灰符合层从而调节电极特性。根据微型能量收集系统通过微液滴运动产生能量的特性，我们设计开发了新型的微流控液滴生成系统与微流控芯片，包括采用水动力法在油相中生成水相液滴，通过调节动力，系统地研究了微流体通道里，液滴产生与阵列化的若干方法。研究表明，通过MEMS静电发电机的模型，设计制作新型微流控纳米结构，提高驻极体性能、改变介电涂层材料、固液接触界面的超疏水处理、加快液滴与电极之间的接触分离速率等方法效果显著。这些关键技术涉及器件工艺、纳米技术、新材料、仿真建模等多个方面，可为MEMS、微流控及能量收集等学科领域的发展提供有益探索。 以上基于驻极体和液滴微流控的环境能量收集微型系统的研究在风能再利用、海洋监测、国家安全，金属防腐，污水处理，雾霾清除等多个领域具有极为广阔的应用前景，有望成为新能源的重要组成部分，为扩大和优化宏观能源结构做出巨大贡献。

     在研究过程中，发现原先设想的超疏水表面液滴振动诱导电容变化难以实现，因为液滴粘滞阻力较大，而且寄生电容大，因此及时将方案调整为平板电容的液滴流动发电，能观察到液滴流动的电荷充放电，但干扰因素也比较多，距离实用仍有距离。为此，需要进一步完善驻极体性能及对液体的耐受能力，通过结构优化降低寄生电容效应。   

    项目执行期间共发表SCI论文4篇，国际EI会议论文3篇，申请发明专利7项，取得了重大的科研成果进展。