陜科大王學川/劉新華/岳歐陽等 Adv. Energy Mater.：基于負泊松比結(jié)構(gòu)的可穿戴高效能量收集摩擦納米發(fā)電機
2024-04-05 來源：高分子科技
近日，陜西科技大學生物質(zhì)與功能材料研究所王學川、劉新華、岳歐陽等報道了一種基于負泊松比結(jié)構(gòu)的可穿戴高效能量收集摩擦納米發(fā)電機。本研究制備的基于負泊松比超材料的摩擦納米發(fā)電機（Auxetic-TENG），相比常用正泊松比材料可更高效吸收并轉(zhuǎn)化機械能為電能，具有更優(yōu)異的發(fā)電效率和檢測靈敏度。相關(guān)研究成果發(fā)表于國際能源領(lǐng)域頂級期刊Advanced Energy Materials上。
圖1 Auxetic-TENG的結(jié)構(gòu)示意圖
在本研究中，在預(yù)壓縮后的負泊松比聚氨酯框架上包覆聚四氟乙烯負摩擦層，內(nèi)嵌正泊松比的天然膠原聚集體泡沫正摩擦材料，構(gòu)建整體為負泊松比特性的Auxetic-TENG。該制備策略利用了在外界壓力下負泊松比超材料的收縮形變和內(nèi)部正泊松比膠原聚集體的膨脹特性，顯著增加外力作用下Auxetic-TENG的接觸面積及機械能吸收并轉(zhuǎn)化為電能的效率。經(jīng)過測試，Auxtic -TENG的開路電壓與傳統(tǒng)的接觸分離TENG相比提高了4倍，功率密度達到4.2 W m?2。應(yīng)用實驗表明在各種壓縮比和應(yīng)力條件下，Auxetic-TENG可以保持優(yōu)越的靈敏性和耐用性，突出其作為可穿戴自供電傳感器用于綜合醫(yī)療保健的潛力。
圖2 Auxetic-TENG的工作機理示意圖及壓縮形變下的輸出性能
圖3 Auxetic-TENG彎曲形變下的輸出性能
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/aenm.202400212
版權(quán)與免責聲明：中國聚合物網(wǎng)原創(chuàng)文章。刊物或媒體如需轉(zhuǎn)載，請聯(lián)系郵箱：info@polymer.cn，并請注明出處。
（責任編輯：xu）
相關(guān)新聞
- 西南大學甘霖/黃進團隊 AFM：利用結(jié)構(gòu)負泊松比化策略增強纖維素基氣凝膠力電轉(zhuǎn)換效率及壓電傳感應(yīng)用場景探索取得進展 2025-03-01
- 陜科大王學川/劉新華/岳歐陽等 Nano Energy：基于按需調(diào)整負泊松比結(jié)構(gòu)的高效摩擦電納米發(fā)電機在可穿戴設(shè)備中的應(yīng)用 2025-03-01
- 西南大學甘霖/黃進團隊Compos. Commun.：一種基于Kirigami單元堆疊立方體的穩(wěn)定各向同性負泊松比元結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 2023-08-02
- 浙江大學團隊 Matter: 一種按需給藥的可穿戴透皮設(shè)備 2025-03-14
- 西安工程大學孫潤軍教授、董潔副教授團隊 ESM：1D纖維電極 - 開啟可穿戴設(shè)備新紀元，未來技術(shù)的前沿探索 2025-03-02
- 陜科大王學川/王海軍/黨旭崗 Mater. Horiz.：一種生物質(zhì)衍生的多功能導電涂料助力可穿戴智能紡織品和皮膚生物電子一體化 2025-02-17
- 香港城市大學胡金蓮教授團隊《ACS Nano》: 鈣鈦礦納米晶誘導的核殼無機有機納米纖維用于高效能量收集和自供電監(jiān)測 2024-03-26
