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隨著人工智能時(shí)代的到來(lái)，柔性可穿戴電子產(chǎn)品正成為當(dāng)前研究的焦點(diǎn)，有望在生物醫(yī)學(xué)、健康監(jiān)測(cè)器和可穿戴人機(jī)交互系統(tǒng)等眾多領(lǐng)域得到應(yīng)用。智能服裝被認(rèn)為是可穿戴電子產(chǎn)品的終極形態(tài)，將能源系統(tǒng)與服裝相結(jié)合，構(gòu)建可“穿”的能源越來(lái)越受到研究者們的關(guān)注。

近日，東華大學(xué)材料學(xué)院博士后黃濤在國(guó)際著名期刊《納米能源》上發(fā)表題為《基于組織形貌設(shè)計(jì)增強(qiáng)的可水洗摩擦納米發(fā)電織物作為可穿戴能源》的論文，報(bào)道其在可穿戴發(fā)電織物研究領(lǐng)域的最新研究成果。俞昊教授為指導(dǎo)教師。

該團(tuán)隊(duì)所研發(fā)的摩擦納米發(fā)電機(jī)（TENG）與人們?nèi)粘Ｋ┑姆b相結(jié)合，不僅可以滿足可穿戴舒適性，還可以構(gòu)建一系列以人體運(yùn)動(dòng)為能量來(lái)源的自驅(qū)動(dòng)傳感器件和能量收集系統(tǒng)。

該發(fā)電織物可收集人走路擺臂時(shí)的機(jī)械能，點(diǎn)亮LED燈。

擦納米發(fā)電織物的柔性展示

在該研究中，研究者們采用導(dǎo)電纖維為電極，同時(shí)充當(dāng)電正性摩擦材料，通過(guò)工業(yè)化的紡織設(shè)備，設(shè)計(jì)了多種組織結(jié)構(gòu)的摩擦納米發(fā)電織物，同時(shí)以膨體聚四氟乙烯（e-PTFE）為電負(fù)性摩擦材料，通過(guò)層壓法制備了e-PTFE織物，最終構(gòu)建了可以大規(guī)模連續(xù)化制備，且具有很好的柔性、透氣性、可水洗的獨(dú)立層工作模式的摩擦納米發(fā)電織物。

織物組織結(jié)構(gòu)對(duì)摩擦納米發(fā)電織物輸出性能的影響

通過(guò)工業(yè)化的紡織設(shè)備，只需進(jìn)行程序設(shè)定，便可以規(guī)?；苽渚哂袞艩罱Y(jié)構(gòu)的織物電極。研究表明，此種結(jié)構(gòu)可以明顯提高收集到的電荷量、電流密度和輸出頻率。此外，這種具有獨(dú)立層模式的柵狀結(jié)構(gòu)非常適用于無(wú)接線或物理接觸的移動(dòng)物體收集能量，如人類手臂的擺動(dòng)，行走的能量等，也可用于對(duì)人體運(yùn)動(dòng)的監(jiān)測(cè)。

摩擦納米發(fā)電織物的應(yīng)用演示

發(fā)電織物用作自驅(qū)動(dòng)傳感器，通過(guò)電壓信號(hào)觸發(fā)計(jì)數(shù)器，記錄擺臂次數(shù)

該論文的原題目為：

Fabric texture design for boosting the performance of a knitted washable textile triboelectric nanogenerator as wearable power，論文鏈接為：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519300473