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尽管认为木材在电子产品中具有功能性似乎是违反直觉的，但研究人员证明，使用广泛改性的木材作为传感器是可能的，可以从低档(也称为低温)来源收集有用的能量，如体温。马里兰大学的一个研究小组对这种普通材料进行了改造，使其可以利用低温值有效地产生离子电压。
当然，这不是一个简单的过程，木材的最终外观也不接近它的原始状态，就像它只是从一棵树或梁上砍下来的。木材由三种主要成分组成:纤维素(使木材变成棕色，并使其坚硬和坚固)、半纤维素(缠绕在细胞层上并使其粘合在一起)和木质素(赋予木本植物结构、强度和硬度的复杂聚合物)。
为了生产一种纤维素基膜，他们用化学方法提取木质素，并从木材中溶解半纤维素。经过这种处理后，自然排列的纤维素纳米纤维是木结构的剩余成分(图1)．(研究人员使用的是椴木，这是一种快速生长的树木，对环境的影响很小。)
1.排列纤维素纳米纤维组成的离子导体示意图:纤维素纤维沿着树的生长方向自然排列(白色箭头)(a)。纤维素呈现出层次排列，其中，纳米纤维由排列整齐的纤维素分子链组成(b)。将(渗透)电解质注入纳米流体纤维素膜后的离子器件示意图(c)。在热偏压(温差)下，表面带电的纳米纤维通过纳米流体效应(由高度限制和纤维素纳米通道的带电壁产生的整体效应)调节离子运动。
接下来，他们将这种纤维素膜与基于NaOH(钠)的电解质注入(他们称之为“渗透”)，以构建一种纳米流体，离子导体的排列管，然后夹在两个铂电极之间进行测试。通过在薄膜上施加温差，他们能够产生热电压差。
该团队报告了24 mV/K的热梯度比(类似于热电塞贝克系数)，他们认为这是先前报道的最高值的两倍多。热电压的差异源于带负电荷的纤维素纳米纤维的离子选择性，以及由此产生的表面电荷控制的离子输运的发展，在纳米通道中出现了正负离子的自然非对称数值密度。
为了进行评估，将密封装置暴露在5.5°C的外部温差下，并将其充放电行为与本体电解质的这些参数进行比较(图2)．电解液注入的纤维素膜(红色曲线)充电至0.118 V，响应时间约为70秒;而注入的纤维素膜(黑色曲线)充电至0.050 V，响应时间约为380秒。
2.电解质渗透纤维素膜的热荷行为:氧化排列好的纤维素膜的数字图像(a)。纳米流体离子装置的测试装置示意图，其中，被氧化的纤维素膜被聚合物电解质渗透，并被夹在两个铂电极之间(b)。在有和没有被氧化的纤维素膜的情况下，聚合物电解质的充电(c)和放电(d)行为。
与大多数电化学工艺一样，可扩展性和制造是主要的挑战。纳米流体器件通常是通过自底向上组装低维结构的序列或自上而下的纳米光刻来形成纳米通道。研究人员说，他们的方法通过使用木材的自然排列的纤维素纳米纤维来避免这些昂贵的微/纳米制造过程。
为了在一定程度上证明其可扩展性，他们制作了一个10 × 10厘米的支架2由于木材的固有特性，纳米流体膜保持弹性。举个例子，他们的方法可以让人们在握住一只手的时候，从体热中获取低等级的电能。
这项工作发表在他们的论文"具有高差热电压的纤维素离子导体，用于低等级的热收集发表在杂志上的文章自然材料(在付费墙后面，但有一个开放获取的副本在这里)．还有一个已发布的数组补充信息材料。使用大量加工过的木材作为能量采集传感器的基础，其实际好处可能不会马上被明确，但这个项目及其结果肯定是发人深省的。
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