陜科大王學川/劉新華/岳歐陽等 Adv. Energy Mater.：基于負泊松比結構的可穿戴高效能量收集摩擦納米發電機
2024-04-05 來源：高分子科技
近日，陜西科技大學生物質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構的可穿戴高效能量收集摩擦納米發電機。本研究制備的基于負泊松比超材料的摩擦納米發電機（Auxetic-TENG），相比常用正泊松比材料可更高效吸收并轉化機械能為電能，具有更優異的發電效率和檢測靈敏度。相關研究成果發表于國際能源領域頂級期刊Advanced Energy Materials上。
圖1 Auxetic-TENG的結構示意圖
在本研究中，在預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，內嵌正泊松比的天然膠原聚集體泡沫正摩擦材料，構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化為電能的效率。經過測試，Auxtic -TENG的開路電壓與傳統的接觸分離TENG相比提高了4倍，功率密度達到4.2 W m?2。應用實驗表明在各種壓縮比和應力條件下，Auxetic-TENG可以保持優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
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（責任編輯：xu）
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