物联网分布式传感节点的广泛部署对长期自供能的微功率电源需求迫切。环境中广泛存在的低频（≤10 Hz）微振动能是理想的分布式可再生能源，但传统压电俘能器应变不足、转换效率低。宏观纤维复合物（MFC）兼具高压电系数与良好柔韧性，然而其内部电场分布不均、关键参数影响不明，长期制约器件性能提升。
针对上述痛点，武山教授课题组的周晶晶老师带领本科生徐飞跃、张磊，联合武汉理工大学周静教授团队，创新构建了“微结构设计-多物理场耦合仿真-实验验证”一体化研究框架。核心创新点包括：首次揭示MFC内部存在“电场死区”“过渡区”和“电场活化区”三大特征区域，打破传统均匀场理论；通过仿真优化获得最优纤维尺寸（0.35 mm×0.35 mm），实现高输出电压与低应力集中的平衡。据此制备的MFC悬臂梁器件在8.9 Hz、0.5g加速度激励下，开路电压达43 V，峰值功率密度达0.31 mW/cm?，仿真与实验谐振频率误差仅1.1%。
相关成果“基于有限元预测的宏观纤维复合物低频微振动能量收集参数优化”发表在国内权威物理SCI期刊《物理学报》（中科院三区）。本科生徐飞跃为第一作者，周晶晶老师为通讯作者，武汉理工大学周静教授为共同通讯作者。该研究为物联网传感节点、可穿戴电子设备等领域的分布式微能源供给提供了高效、可定制化的新路径。
文章链接：https://wulixb.iphy.ac.cn/article/doi/10.7498/aps.75.20260033
Figure 1. Macro fiber composite and electromechanical coupling mechanism. (a) The structure of macro fiber composite (MFC); (b) Physical diagram of MFC; (c) Working mode of MFC; (d) The principle of MFC electro-mechanical coupling.
Figure 2. (a) Comparison chart of experimental data and simulation results; (b) Voltage and power density diagram under different impedance of MFC.
撰稿：周晶晶，学院审核：武山
