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  靜電紡絲是一種高效制備聚合物納米纖維的方法，制備得到的納米纖維膜具有超輕超柔、高比表面積等諸多優異特性。在構筑柔性可穿戴式TENG方面，因其作為一種理想的摩擦材料而受到研究者的廣泛關注。然而，用于制備納米纖維的聚合物通常不具有可拉伸性能，目前僅彈性體類納米纖維才能夠實現拉伸，這極大的限制了納米纖維在柔性可拉伸TENG器件中的應用。此外，納米纖維層與電極層之間較弱的界面粘附性也常常會導致器件在長時間使用過程中納米纖維層的脫落和剝離，進而嚴重影響TENG的對外輸出穩定性。因此，探索一種結構穩定且兼具可拉伸性能的納米纖維基TENG具有重要的現實意義。

圖1 褶皺納米纖維TENG的結構示意圖以及實物展示

  該研究通過靜電紡絲方法以及褶皺石墨烯制備技術的有機結合，設計并發展了一種基于褶皺納米纖維復合膜的柔性可拉伸單電極式TENG用于環境機械能收集以及可穿戴式自供能監測傳感。它以還原氧化石墨烯（RGO）膜和聚（偏二氟乙烯-六氟丙烯）（PVDF-HFP）納米纖維膜分別作為TENG的電極層和摩擦層。創造性的將褶皺形貌引入TENG的整體結構之中，使得整個器件同時兼具柔性和可拉伸性。它的典型峰值輸出電壓和電流能夠分別達到80 V和1.67 μA。而且，褶皺結構的存在能夠有效地保留一定預留拉伸空間，在拉伸應變為150%時，其峰值輸出電壓和電流可分別提升到300 V和7 μA。特別地，由于褶皺結構能夠將納米纖維層牢牢抓附在電極層上，從而可以確保整個器件在長時間使用過程中的耐久性能。此項工作設計并發展了一種簡單經濟的手段來制備TENG，并進一步拓展了納米纖維在柔性可穿戴自供能器件中的應用潛力。

  相關研究成果以“Wearable and Stretchable Triboelectric Nanogenerator Based on Crumpled Nanofibrous Membranes”為題，于2019年3月在線發表于“ACS?Applied Materials & Interfaces”。北京化工大學碩士研究生秦臻為本文第一作者，北京化工大學為論文第一完成單位。此研究工作得到北京化工大學有機無機復合材料國家重點實驗室的支持。

  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsami.8b21487