Η Κινεζική Ακαδημία Επιστημών ανέπτυξε επιτυχώς γεννήτριες νανο-τριβής υψηλής διαφάνειας, υψηλής εφελκυστικότητας
Τα τελευταία χρόνια, με τον πολλαπλασιασμό διαφόρων επαναστατικών λειτουργικών προϊόντων, όπως τα εύκαμπτα τρανζίστορ / ολοκληρωμένα κυκλώματα, οι τεντώσιμες οπτοηλεκτρονικές συσκευές, οι πτυσσόμενες οθόνες και το ηλεκτρονικό δέρμα, τα ευέλικτα / τεντώσιμα ηλεκτρονικά προϊόντα αναπτύχθηκαν γρήγορα.
Αυτά τα προϊόντα θέτουν υψηλότερες απαιτήσεις στον ενεργοποιητικό εξοπλισμό τους και αναμένεται να έχουν σημαντική ευελιξία και ελαστικότητα. Ωστόσο, λίγες συσκευές ενέργειας μπορούν να επιτύχουν την ευελιξία, τη διαφάνεια και την ικανότητα επέκτασης ταυτόχρονα. Επιπλέον, η αυξανόμενη αγορά φορητών ηλεκτρονικών προϊόντων και εμφυτεύσιμων ηλεκτρονικών προϊόντων απαιτεί οι συσκευές τους με ενεργειακή προσθήκη να έχουν καλή βιοσυμβατότητα εκτός από την ευελιξία και την ικανότητα επέκτασης.
Οι συμβατικές ηλεκτρομαγνητικές γεννήτριες είναι δύσκολο να επιτύχουν την εφελκυσμό τους και πρόσφατα ο ταχέως αναπτυσσόμενος νανογεννήτης τριβής (TENG) μπορεί να ικανοποιήσει τις παραπάνω απαιτήσεις του ευέλικτου ηλεκτρονικού εξοπλισμού. Πρόσφατα, οι τεντώσιμοι νανογεννήτριες τριβής έχουν κατασκευαστεί κυρίως από αγώγιμα πολυμερή ενισχυμένα με αγώγιμα δίκτυα όπως νανοσωλήνες άνθρακα, γραφένιο και ασημένια νανοσωλήνες. Ωστόσο, τα υλικά αυτά έχουν περιορισμένη ικανότητα τάνυσης και είναι δύσκολο να επιτευχθεί υψηλή διαφάνεια. Αντιθέτως, οι υδρογέλες που αποτελούνται από ένα δίκτυο υδρόφιλων πολυμερών και ένα υδατικό ή υδατικό διάλυμα ιοντικών μπορούν ταυτόχρονα να επιτυγχάνουν διαφάνεια, απαλότητα, βιοσυμβατότητα και ελαστικότητα, καθιστώντας τα ιδανικά για την ανάπτυξη εύκαμπτων νανογεννιτών τριβής.
Σύμφωνα με την κοινή καθοδήγηση του Ακαδημαϊκού Wang Zhonglin και του ερευνητή Hu Weiguo του Ινστιτούτου Νανο-Ενέργειας και Συστημάτων του Πεκίνου, της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών, ερευνητές του Ινστιτούτου Nano Energy και Συστημάτων του Πεκίνου, Pu Xiong, συνδυάζουν το ελαστομερές και υδρογέλη ιόντων για την ανάπτυξη (STENG), η οποία για πρώτη φορά επιτυγχάνει υψηλή διαφάνεια (μέση εκπομπή φωτός, ορατό φως 96,2%) και εξαιρετικά υψηλή αντοχή (μονοαξονική καταπόνηση, 1160%), επιτρέποντας παράλληλα τη βιο-μηχανική ενέργεια Συλλογή, απτική αντίληψη και άλλες λειτουργίες. Το έργο αυτό παρέχει μια νέα προοπτική για τη μελέτη διαφανών, εφελκυστικών ενεργειακών συσκευών και ευέλικτου ηλεκτρονικού δέρματος και τα αποτελέσματα δημοσιεύονται στην πρόσφατη επισκόπηση ScienceAdvances (DOI: 10.1126 / sciadv.1700015).
Αυτό το STENG είναι ικανό να παράγει τάση ανοικτού κυκλώματος έως 145 βολτ με στιγμιαία πυκνότητα ισχύος 35 mW / m2. Το STENG έχει μια ευρεία προοπτική αγοράς. Επειδή το υλικό είναι κατασκευασμένο από βιοσυμβατό υδρογέλη, μπορεί να προσκολληθεί άμεσα στο δέρμα του ανθρώπινου σώματος και να οδηγήσει πολλά φορητά ηλεκτρονικά προϊόντα όπως τα LED και τα ηλεκτρονικά ρολόγια. Αυτή η μελέτη πρότεινε για πρώτη φορά ένα STENG με εξαιρετικά υψηλή αντοχή και διαφάνεια. Λόγω της μεγάλης διαφάνειας της, δεν παρεμβαίνει στη μετάδοση οπτικών πληροφοριών και ταυτόχρονα συνδυάζει τη συγκομιδή ενέργειας και την αίσθηση αφής. Ως εκ τούτου, σε έξυπνο τεχνητό δέρμα, αυτό-οδηγημένο ρομπότ λογισμικού, δυνητικές εφαρμογές σε ευέλικτες οθόνες και φορητά ηλεκτρονικά.
