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Nano Energy综述:基于纳米摩擦发电机的单片全集成自驱动柔性微系统展望
 
 
作者 佚名 摘自 未知 发表 2018-03-07 14:11:39 人气 384 背景色 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色) 字号   

Nano Energy综述:基于纳米摩擦发电机的单片全集成自驱动柔性微系统展望
近日,电子科技大学张晓升教授、北京大学张海霞教授等,在纳米材料和能源领域著名期刊Nano Energy上发表了题为“All-in-One Self-Powered Flexible Microsystems Based on Triboelectric Nanogenerators”的综述文章,总结归纳了当前面向柔性自供能微系统的纳米摩擦发电机的最新研究进展,进而探讨了实现“功能+供能”一体化的自驱动柔性微系统的可行性。

可穿戴电子设备因其柔性、可拉伸性、便携性等特点,在过去十年中得到蓬勃发展,已经广泛应用于人类生活的各个方面,在个人健康实时监测、运动健身辅助、便携移动通讯、贴敷式安全监测等方面扮演着重要角色。可穿戴电子器件未来发展的一个极具吸引力前景是实现单片全集成低功耗可穿戴电子微系统。然而,这一目标的实现还面临着诸多关键技术瓶颈和难点,其中最为突出的核心点在于探索实现持续可靠且可穿戴的有效供能方式。2012年美国佐治亚理工学院王中林教授课题组首次提出的纳米摩擦发电机(TENG),是解决上述挑战的一种行之有效的方法。人体是一种可移动的可持续能源,源源不断地通过物理运动和热耗散产生高达数百瓦的生物能。基于摩擦起电和静电感应相结合,纳米摩擦发电机,可从人体环境中收集生物机械能并转化为电能,为便携式电子设备和微系统提供动力,是一种应用面广泛的高性能微纳能源,同时其自身可以利用输出电信号与输入环境参量之间的定量关系来实现主动式传感。

此外,可穿戴电子设备当前发展的一个重要趋势是分立元件的高度集成化,以构建“功能+供能”相融合的自驱动柔性微系统。因应这个具有几局吸引力的未来愿景,来自电子科技大学、北京大学、日本东京大学和瑞士洛桑联邦理工大学的学者们,在“All-in-One Self-Powered Flexible Microsystems Based on Triboelectric Nanogenerators”一文中提出了基于摩擦纳米发电机的单片全集成柔性自供能微系统的构想。从纳米摩擦发电机工作机理的演进,先进摩擦功能材料的发展,基于TENG的主动式感知传感,基于TENG驱动的微执行器,以及复合集成能量单元等多个角度,文章总结归纳了当前TENG面向柔性自供能微系统领域的最新研究进展,进而探讨了“功能+供能”一体化的自驱动柔性微系统的可行性。

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