中國科學家開發出仿皮膚的納米摩擦發電機

我國國家納米科學中心的科學家們研製出了一種仿皮膚納米摩擦發電機（skin-like triboelectric nanogenerator，簡稱STENG），該研究成果發表在近期的《Science Advances》上。

圖丨賦予觸感的透明電子皮膚

納米摩擦發電機（TENG）並不是一個新東西，它是利用摩擦起電效應和靜電感應相結合的原理從環境中收集機械能，再產生電能的設備。

首先，在外力作用下，兩種材料相互摩擦，發生電荷轉移，形成摩擦電荷；然後，再將兩種材料分開，這時兩種材料間會夾雜空氣層，兩種材料之前接觸表面上的電荷不能完全中和，形成電勢差；最後，在靜電感應下，兩種材料的對立面感應出與接觸面相反的電荷，這時在外電路的作用下，就形成了瞬時電流。

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STENG與TENG最顯著的差異在於STENG與人的皮膚有很大相似性。

該團隊將彈性體和離子液凝膠混合，製備出了一種既有彈性又幾乎透明的STENG。該STENG的彈性體作為起電層，水凝膠作為電極，延展性是其它TENG的10倍。

研究人員在報告中稱，該納米摩擦發電機幾乎是透明的，其可見光的平均透過率達到了96.2%，這對於構建傳輸光學數據的設備是極其重要的。

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5倍速度

該納米發電機能夠在30攝氏度下保證正常工作、最大工作濕度為30%。以該發電機建立電路能夠產生高達145伏特的電壓，功率密度為35毫瓦/每平方米。最重要的是，製造此發電機所用的所有材料都是廉價且易得的。

STENG具有廣闊的市場前景，它可以粘附在皮膚或衣服上，驅動許多可穿戴電子產品，如手機、電子手錶、音樂播放器。由於該設備具有優異的延展性，因此它可以用於各種可伸縮和多功能的電子設備中。另外，STENG的壓力敏感性特質，還能夠用於人造電子皮膚，甚至自驅機器人之中。

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