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应用于穿戴式人体姿态监测的全纤维压电-摩擦复合纳米发电机

时期:2021-06-15 21:53 点击数:
本文摘要:织物由于其较好的剪切性、柔韧性以及穿着舒适性,沦为材料科学和电子技术等跨学科领域研究中十分热门的器件基底材料。近年来,智能织物沦为器件由“可戴”进步为“可穿”的奠基石。 随着智能织物的较慢发展,织物基可穿着纳米发电机的研究受到更加多的注目。涉及研究工作早已获得了较小进展,但是织物基可穿着纳米发电机在实际应用于中仍然不存在着无法顾及功能性、穿着舒适性和高性能输入的缺点,制约了其在更加普遍领域中的应用于。

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织物由于其较好的剪切性、柔韧性以及穿着舒适性,沦为材料科学和电子技术等跨学科领域研究中十分热门的器件基底材料。近年来,智能织物沦为器件由“可戴”进步为“可穿”的奠基石。

随着智能织物的较慢发展,织物基可穿着纳米发电机的研究受到更加多的注目。涉及研究工作早已获得了较小进展,但是织物基可穿着纳米发电机在实际应用于中仍然不存在着无法顾及功能性、穿着舒适性和高性能输入的缺点,制约了其在更加普遍领域中的应用于。

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成果概述近日,东华大学张青红教授课题组、电子科技大学张晓升教授课题组、瑞士洛桑联邦理工大学JuergenBrugger教授课题(联合通讯作者)人组不作明确提出了一种织物基可穿着摩擦-压电填充纳米发电机(Tribo-piezoelectricnanogenerators,TPNG),不仅具备优良的输入性能还需要对人体动作构建自供能检测。涉及研究成果以“All-fiberhybridpiezoelectric-enhancedtriboelectricnanogeneratorforwearablegesturemonitoring”为题,公开发表于纳米科学技术领域最重要期刊NanoEnergy上,博士研究生郭虚犇为论文第一作者。该工作在导电织物基底上使用静电纺丝的方法制取蚕丝蛋白纳米纤维和凝稍氟乙烯(PVDF)纳米纤维包含TPNG的两极,这种纤维膜具备较好的透气性,大大增加了器件的可穿着舒适性。

归功于凝稍氟乙烯优良的压电特性,论文作者们通过对器件工作机理的了解理论分析,优化摩擦电和压电的相互关系,获得互相强化的输入性能。此外,该TPNG具备两种工作模式(分离出来模式和构建模式),并分别展开了输入性能测试。


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