隨著世界逐步進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，各種可穿戴生物電子產(chǎn)品也掀起了一場個(gè)性化醫(yī)療保健的革命。

然而，這一快速發(fā)展的新興領(lǐng)域卻因?yàn)闆]有一種較為普及的、可穿戴、可持續(xù)化的能量供給而受到限制。

盡管摩擦納米發(fā)電機(jī)(TENG)的發(fā)明推動(dòng)了這一領(lǐng)域的發(fā)展，但發(fā)電效率卻一直成為其應(yīng)用推廣的障礙。并且現(xiàn)有的增強(qiáng)方式如表面物理修飾、化學(xué)修飾、陶瓷摻雜等都存在一定程度的缺陷，使得其無法廣泛、長久地應(yīng)用在可穿戴電子器件中。

活性炭摻雜在PVDF中提高其介電常數(shù)

針對(duì)這一問題，近日，西南交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院楊維清教授團(tuán)隊(duì)提出一種新的增強(qiáng)方案，通過在聚偏氟乙烯(PVDF)中摻雜高比表面積的活性炭，從而控制其介電常數(shù)，進(jìn)而增強(qiáng)TENG的輸出性能。

經(jīng)過測試，摻雜后的PVDF制備的TENG功率提高了9.8倍。并且其優(yōu)異的性能無論是在能量收集方面還是作為傳感器監(jiān)測人體動(dòng)作，都表現(xiàn)出良好的結(jié)果。相關(guān)研究成果以“Manipulating Relative Permittivity for High-Performance Wearable Triboelectric Nanogenerators”為題發(fā)表在國際著名期刊Nano Letters(IF：11.238)上，并被選為封面論文。

Nano Letters是世界納米材料公認(rèn)的老牌頂級(jí)旗艦期刊。該工作受到了國家自然科學(xué)基金、西南交通大學(xué)材料學(xué)院的大力支持。

介電增強(qiáng)的PVDF薄膜在可穿戴TENG的應(yīng)用及其制備過程

介電增強(qiáng)TENG用于能量收集及人體運(yùn)動(dòng)檢測