摩擦电纳米发电机由于其结构简单、制造方便、成本低、输出功率高等优点,作为可穿戴电子设备的替代电源,受到了广泛的关注。最近,科研人员 使用增塑聚氯乙烯( PVC)-凝胶构建了一种透明、可拉伸和可附着的摩擦电纳米发电机(TENG),具有先进的功率输出。 PVC凝胶具有很高的负摩擦电性能,电绝缘PVC成为一种电活性材料。研究发现,单层PVC凝胶可以作为电介质和导电层。基于PVC凝胶的单层摩擦电纳米发电机(S-TENG)产生24.7 V和0.83 µ A的输出信号,即与基于原始PVC的TENG相比,输出功率提高了20倍。此外 , S-TENG可以在拉伸条件下(80%)稳定地产生输出电压和电流。S-TENG可以实现为触觉传感器,可以感应位置和压力,而无需组合多个元件或电极网格图案。这项研究为可穿戴电子设备中的电源和触觉传感器提供了新的应用。

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图1 PVC凝胶的性能。 a) PVC凝胶基单层滕的示意图。b) PVC凝胶的3D网络结构。c) PVC凝胶可拉伸(150%,250%)和适形接触弯曲手指和手腕的照片。d) PVC和PVC凝胶的透射率和e)应力-应变曲线。f、 g)用手指触摸PVC和PVC凝胶,S-TENG的输出电压和电流。

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图2 S-TENG的特性。

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图3 PVC凝胶的介电常数和泄漏电流。

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图 4 S-TENG在拉伸状态下的性能。

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图5 基于 S-TENG的触觉传感器的特性。

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相关论文以题为 Plasticized PVC-Gel Single Layer-Based Stretchable Triboelectric Nanogenerator for Harvesting Mechanical Energy and Tactile Sensing 发表在 《Advanced Science 》上。 通讯 有七位,如上图所示。

参考文献:

doi.org/10.1002/advs.202201070