首先,該團隊利用TENG成功實現了電噴霧離子化和等離子體放電離子化。由TENG提供的固定電荷量對離子化過程實現了前所未有的控制。該團隊實現了納庫精度(nanoColoumb)的可控離子產生,并提出了相關的物理模型。通過TENG的驅動,離子脈沖的持續時間、頻率、帶電性都可以得到有效控制,并實現了最小化的樣品消耗。TENG的微量電荷避免了質譜分析中DC高電壓下常見的電暈放電現象,從而首次實現了超高電壓(5-9千伏)納電噴霧(nanoESI)。該方法提高在低濃度下的電噴霧離子源的靈敏度,并最大化樣品的利用率。TENG驅動的離子化所實現的質譜分析被成功用于檢測各種有機小分子和生物大分子,并達到了可以檢測到幾百個分子的靈敏度。TENG驅動的交流離子噴霧還被用于在絕緣表面進行沉積離子材料。
該研究對于質譜分析和TENG兩個領域的發展都具有開創性意義。
首先,該研究首次實現了離子化過程中電荷數量的精確控制,為質譜分析帶來了一個全新的可控參數,提高了分析精度,提供了分析非常少量樣品的能力,為化學、生物檢測的質譜方法的瓶頸難題提供了新的可能。并且,使用TENG可以使研究人員將噴霧時間與質譜分析時間同步起來,實現樣品的最大化利用。
同時,TENG取代了質譜設備上原有的離子噴霧電源,為小型質譜設備實現便攜化并在極端條件下(例如軍事或航天上)應用提供了可能。
最后,該研究作為第一個將TENG用在設備儀器中的研究,證實了TENG作為提供高電壓的一種簡單、安全而有效的方法,為類似相關研究提供了思路,為TENG驅動不同儀器和過程從而實現“可控自驅動系統”奠定了基礎。