图 手驱动界面电场增强（IEFE）水消毒系统示意图
在国家自然科学基金项目（批准号：22325201、22302033）等资助下，电子科技大学邓旭教授联合四川大学郭俊凌教授、华中科技大学同济医学院李岩教授等团队，提出了一种界面电场增强的策略，并据此开发出低功耗机械能驱动的快速、高效水消毒系统。相关成果以“手摇能量驱动的界面电场增强的水消毒体系（Hand-powered interfacial electric-field-enhanced water disinfection system）”为题，于2025年10月15日发表在《自然•纳米技术》（Nature Nanotechnology），论文链接https://www.nature.com/articles/s41565-025-02033-9。
在全球水源性疾病频发与电力短缺日益严峻的背景下，发展无需外接电源、可现场快速部署的分散式水消毒技术显得尤为迫切。针对这一挑战，研究团队提出了界面电场强化机制（IEFE），即通过氨基修饰的二氧化硅纳米颗粒负载金纳米颗粒，捕获水合电子并在电介质表面形成纳米级局域电场，进一步又引入疏水含氟基团增强界面电场强度，从而在固-液界面构建了纳米尺度局域电场，实现了机械扰动能量向化学驱动力的高效转化，大幅提升了活性氧（ROS）的生成效率与水消毒速率。该方法能够高效诱导ROS生成，实现快速广谱杀菌：对霍乱弧菌（Vibrio cholerae）在1分钟内即可达到6-log（99.9999%）灭活率，并对细菌、真菌、病毒及寄生虫等多种病原体均展现出优异的广谱灭活能力。此外，消毒后纳米颗粒可自发分离，有效避免二次污染，为开发便携、高效、绿色的净水技术提供了可行的技术路径。