摩擦起电是一种常见的自然现象，在很多领域的技术应用中发挥着重要作用。如防护口罩在长时间佩戴过程中，呼出的水蒸气会加速其驻极静电的消耗，从而降低吸附效率，增加感染风险。而利用摩擦起电可随时为口罩提供并积累静电，提高口罩的过滤效率，减少感染风险。
口罩是预防和抑制高传染性病毒传播的重要个人防护装备。传统的医用口罩一般是由三层聚丙烯无纺布组成，包括两层外部纺粘无纺布和内层熔喷无纺布。内层熔喷无纺布是为医用口罩带来病毒过滤能力的关键材料，其孔径一般在2 μm左右。
然而，人体呼出的水蒸气会大大加速静电消散，长时间使用医用口罩会降低对病毒的吸附效率，增加感染风险。医用口罩中的聚丙烯材料在高湿度环境下具有更快的电荷耗散速率。在高湿度条件下，水分子吸附在聚丙烯表面形成导电水膜，提高了聚丙烯的电导率，加速了电荷转移或耗散过程。
针对这一难题，中国科学院兰州化学物理研究所王道爱研究员团队采用聚乙烯醇（PVA）静电纺丝网代替聚丙烯熔喷网内层，设计了一种基于氢键增强的PVA基摩擦纳米发电机（TENG），并将其应用于医用口罩领域。该口罩在高湿度下具有自充电能力和良好的电荷保持能力，解决了传统聚丙烯基医用口罩长期佩戴时中间吸附层电荷耗散过快的问题。
尽管PVA材料可作为一种性能优异的耐湿型摩擦起电正极材料，但其较差的介电、耐磨损性能限制了其作为摩擦发电材料的长期使用。基于此，该团队与中国海洋大学陈守刚教授团队合作，通过PVA与MXene材料的复合改性，设计了一种面向海洋湿热苛刻环境的PVA-PVDF基摩擦发电器件。
静电和摩擦起电是自然力量与科技的奇妙交汇，它们在口罩等领域的应用为人类的生活和健康提供了有力支持。随着静电技术和摩擦起电的不断探索和改进，人类可期待更多的创新产物，带来更好的生活质量和环保能源解决方案。