美高校研究人員開發出一種與生物體相兼容的，兼具柔性與觸覺感應的納米發電機，不僅提高了功率輸出，且有望應用於光學數據傳輸

近日，來自美國喬治亞理工學院的研究小組開發出一種可提高摩擦納米發電機（TENG）電力輸出的新方法。

無獨有偶，由Zhong Lin (Z.L.) Wang領導的美國喬治亞理工學院的又一研究小組也通過改善摩擦納米發電機的柔韌性從而提高了摩擦納米發電機技術的能力。在研究過程中，研究小組給其器件起了一個新的名字：類皮膚摩擦納米發電機（STENG）。這些有著極強柔韌性的發電機將在未來應用於大量且廣泛的柔性電子器件當中作為電源使用。

圖為摩擦納米發電機

混合材料

該研究成果發表在《科學進展》雜誌上，喬治亞理工學院的研究人員將彈性體與離子水凝膠材料結合起來形成一種混合材料，該材料不僅能夠從運動中獲取能量，還能提供觸覺感測。這種柔性和觸覺感應的性能意味著該材料可用於自發電的電子皮膚和自發電的柔性機器人。

典型摩擦納米發電機

與典型的摩擦納米發電機類似，類皮膚摩擦納米發電機也是通過摩擦獲得靜電。典型的摩擦納米發電機器件由兩種能夠產生摩擦的不同材料構成。其中一種材料為容易產生電子的材料，如玻璃或尼龍，另一種材料為容易吸收電子的材料，如硅或聚四氟乙烯。通過將摩擦轉化為電能，摩擦納米發電機能夠實現為小型電子器件提供電能。

區別

摩擦納米發電機與類皮膚摩擦納米發電機之間的最主要區別是將電導體用作電極：彈性體作為帶電層，離子水凝膠作為電極。主要的好處在於：採用這種新材料的類皮膚摩擦納米發電機的拉伸率已達1000%。Wang在採訪中提到，研究小組去年研究的柔性摩擦納米發獃農機的形狀自適應性僅能達到材料本身的300%左右。

除了具有高度柔韌性，新材料還具有高度透明的特點，它允許96.2%的可見光通過，這使其有望在光學數據傳輸中頗具潛力。該材料可在30攝氏度和空氣濕度30%的環境中工作，如果你工作在熱帶雨林環境下，該材料將提供無比的優越性，在未來，該材料有望適應更多的氣候環境。

與生物體兼容

Wang還指出，該材料與生物體是相兼容的，不會產生排斥反應。該材料的成本相對較低，這得益於其採用的傳統材料，且該材料具備優越性能。

新型聚合物

來自韓國蔚山國家科學技術研究所（UNIST）的研究人員報道了一種可作為摩擦納米發電機介電材料（或絕緣體）的新型聚合物，並且提供了比傳統摩擦納米發電機高200倍的輸出功率。

新型類皮膚摩擦納米發電機設備的區域功率密度接近35毫瓦每平方米，不含有新型聚合物絕緣子，遠優於傳統摩擦納米發電機，Wang表示，韓國蔚山國家科學技術研究所研究的新型聚合物將適用於最新的類皮膚摩擦納米發電機，不僅具備高度的柔韌性，還將大大提高功率輸出。

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