Китайская академия наук успешно разработала высокопрозрачные, с высокой степенью растяжимости, кожные генераторы нанометрового трения
В последние годы с распространением различных революционных функциональных продуктов, таких как гибкие транзисторы / интегральные схемы, растяжимые оптоэлектронные устройства, складные дисплеи и электронный скин, гибкие / растяжимые электронные продукты быстро развивались.
Эти продукты предъявляют более высокие требования к их питающему оборудованию и, как ожидается, обладают значительной гибкостью и растяжимостью. Тем не менее, несколько энергетических устройств могут одновременно обеспечивать гибкость, прозрачность и растяжимость. Кроме того, растущий рынок носимых электронных продуктов и имплантируемых электронных продуктов требует, чтобы их устройства с добавленной энергией обладали хорошей биосовместимостью в дополнение к гибкости и растяжимости.
Обычным электромагнитным генераторам трудно достичь растяжимости, и в последнее время быстро развивающийся фрикционный наногенератор (TENG) может удовлетворять вышеуказанным требованиям гибкого электронного оборудования. В последнее время растяжимые фрикционные наногенераторы в основном изготовлены из проводящих полимеров, армированных проводящими сетями, такими как углеродные нанотрубки, графены и серебряные нанопроволоки. Однако такие материалы имеют ограниченную растяжимость и трудно достигают высокой прозрачности. Напротив, гидрогели, состоящие из гидрофильной полимерной сети и водного или водного ионного раствора, могут одновременно достигать прозрачности, мягкости, биосовместимости и растяжимости, что делает их идеальными для создания гибких фрикционных наногенераторов.
Под совместным руководством академика Ван Чжунлина и исследователя Ху Вейгуо из Пекинского института наноэнергетики и систем Китайской академии наук исследователи из Пекинского института наноэнергетики и систем, Pu Xiong, объединили эластомер и ионный гидрогель для разработки совершенно новый. Нано-фрикционный генератор (STENG), который впервые обеспечивает высокую прозрачность (средняя светопроницаемость, видимый свет 96,2%) и сверхвысокая растяжимость (одноосная деформация, 1160%), обеспечивая при этом биомеханическую энергию Коллекция, тактильное восприятие и другие функции. Эта работа дает новую перспективу для изучения прозрачных, растяжимых энергетических устройств и гибкой электронной кожи, а результаты опубликованы в недавнем ScienceAdvances (DOI: 10.1126 / sciadv.1700015).
Этот STENG способен генерировать напряжение разомкнутой цепи до 145 вольт с мгновенной плотностью мощности 35 мВт / м2. STENG имеет широкую рыночную перспективу. Поскольку материал изготовлен из биосовместимого гидрогеля, он может непосредственно прилипать к коже человеческого тела и управлять многими носимыми электронными продуктами, такими как светодиоды и электронные часы. Это исследование впервые предложило STENG с ультравысокой растяжимостью и прозрачностью. Благодаря своей высокой прозрачности он не мешает передаче оптической информации и в то же время сочетает в себе сбор энергии и сенсорное восприятие. Таким образом, в умной искусственной коже, самостоятельном программном роботе, потенциальном применении в гибких дисплеях и пригодной для носки электронике.
