食品损失和安全问题持续对全球构成严重挑战，尤其是在从生产到消费的供应链中。由于温度控制不当、湿度不适、机械冲击和微生物污染等原因，导致了大量损失（Nicastro & Carillo, 2021）。这些问题不仅造成经济损失，还增加了不必要的温室气体排放，阻碍了实现全球碳中和的目标。为了减少浪费并提高食品安全性，包装具有多种功能，包括保护、储存和保鲜，并便于包装袋、托盘、瓶子和多层薄膜中的处理、零售展示和数据采集（Xie et al., 2025）。
近几十年来，包装技术随着社会需求的变化、更严格的监管标准以及消费者对质量、安全性和可持续性的要求而迅速发展。传统的包装材料（如聚乙烯、聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯）在物理防护和阻隔性能方面表现优异，但在环境性能和智能功能方面存在不足（Xie et al., 2025）。受食品安全、延长保质期、实时可追溯性和减少塑料废物等全球优先事项的推动，包装行业正从被动包装向主动和智能化系统转型。主动包装集成功能性成分（如除氧剂、抗菌薄膜）与包装食品相互作用，而智能包装则结合了传感器、指示器和通信模块来监测食品及其环境的状态（Jafarzadeh et al., 2024; Nian et al., 2024; Yao et al., 2024）。这些新兴系统有望显著减少食品浪费，提高供应链的透明度，并增强消费者信心。
然而，智能包装的商业化应用仍受到限制。主要瓶颈包括缺乏低成本且厚度薄的稳定电源、与卷对卷生产和密封工艺的无缝集成、在不同食品类型和冷链条件下的可靠信号性能，以及与回收、堆肥或安全处置相关的终结问题。为了克服这些障碍，迫切需要轻量化、灵活、可持续且与食品接触环境兼容的创新能源解决方案，同时能够自主为智能包装组件供电而不影响其功能或安全性。
摩擦电纳米发电机（TENGs）由Wang等人于2012年首次提出，已成为解决这一挑战的有希望的方案（Fan et al., 2012）。通过从环境来源（如包装处理、运输振动、薄膜弯曲和密封剥离）获取机械能，TENGs利用摩擦电效应和静电感应的协同作用产生电能。与其他能量收集方法（如光伏和热电）相比，TENGs在包装应用中具有明显优势：成本低、重量轻、灵活性高、材料多样，并能在低频、不规则的机械刺激下运行——这些条件在食品的搬运、运输和使用过程中很常见（Cheng et al., 2023; Wang, 2020）。其输出会随压力、应变、接触、气流、液滴冲击和材料表面化学性质的变化而变化。通过适当的结构和接口，这些信号可以与温度历史、湿度驱动的膨胀、气体暴露、密封完整性或篡改事件相关联。此外，TENGs可以使用食品级、可生物降解或可回收的材料制造，包括纤维素、壳聚糖、聚乳酸（PLA）和其他天然衍生聚合物，从而增强其与绿色包装计划的兼容性。其模块化设计和可定制的格式（如薄膜、编织织物、纸基结构）也便于轻松集成到包装结构中，而不会影响食品安全或美观性（Baburaj et al., 2024; Basith et al., 2024; Du et al., 2024; Liu et al., 2025）。因此，TENGs兼具能量收集和感知包装状态的双重功能，完全符合大规模、低成本智能食品包装的需求。
尽管具有这些优势，但目前尚缺乏专门针对基于TENGs的智能食品包装系统的全面而深入的综述。因此，本文旨在通过提供关于摩擦电纳米发电机与智能食品包装集成方面的全面、深入和前瞻性分析来填补这一空白。我们首先概述了TENGs的基本原理、工作模式和兼容材料，随后重点回顾了基于TENGs的智能包装系统的最新进展。最后，我们指出了关键挑战，并提出了未来发展的路线图，特别强调了可扩展制造的机会。通过这篇综述，我们希望突出TENGs在推动下一代智能包装系统方面的变革潜力，这些系统不仅智能化且响应迅速，还具有自供电、可生物降解和环保的特点。
