上海微系統(tǒng)所等在納米發(fā)電機(jī)制造技術(shù)研究方面獲進(jìn)展

　　為了滿足便攜式、微小型無(wú)線電子器件的能源需求，從環(huán)境中獲得能量轉(zhuǎn)化為電能變得越來(lái)越重要。近年來(lái)，高效、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的摩擦納米發(fā)電機(jī)（TENG）的出現(xiàn)，為解決上述問(wèn)題提供了契機(jī)。摩擦納米發(fā)電機(jī)是基于摩擦-電效應(yīng)將機(jī)械能量轉(zhuǎn)換為電能的能量采集轉(zhuǎn)換裝置，已被廣泛研究應(yīng)用于采集人體運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的能量，以及風(fēng)能，水能，振動(dòng)能等環(huán)境能量。此外，TENG被廣泛研究用于觸覺(jué)感測(cè)，壓力，應(yīng)變，慣性，生物醫(yī)學(xué)和化學(xué)感應(yīng)等應(yīng)用中的自供電傳感器。隨著全球?qū){米發(fā)電機(jī)領(lǐng)域的興趣和研究的增加，納米發(fā)電機(jī)（TENG）的規(guī)模化制造技術(shù)研究日趨緊迫，這對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中實(shí)現(xiàn)納米發(fā)電機(jī)的廣泛應(yīng)用十分重要。

　　近日，中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所無(wú)線傳感網(wǎng)事業(yè)部副研究員周曉峰和博士研究生劉超然，與香港城市大學(xué)副教授王鉆開(kāi)、浙江大學(xué)教授車錄鋒和華東師范大學(xué)教授陳少?gòu)?qiáng)合作，以具有優(yōu)良生物兼容性的蠶絲蛋白和高度透明的柔性ITO/PET材料作為摩擦材料，通過(guò)簡(jiǎn)單的氣壓式噴涂工藝，實(shí)現(xiàn)了TENG的批量化制造。所研制TENG的最大輸出電壓達(dá)到213.9 V，其瞬時(shí)功率密度達(dá)到68.0 mW / m2。通過(guò)采集人體簡(jiǎn)單動(dòng)作的機(jī)械能，轉(zhuǎn)換為電能后可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)亮白光LED陣列，并且納米發(fā)電機(jī)展現(xiàn)出了良好的的透光性。這種納米發(fā)電機(jī)在柔性電子、生物兼容醫(yī)療、透明能量采集轉(zhuǎn)換領(lǐng)域展現(xiàn)了極大的應(yīng)用前景。研究表明，這種簡(jiǎn)單的噴涂工藝可以實(shí)現(xiàn)高效率，大規(guī)模，高產(chǎn)量和低成本的TENGs制造，為納米發(fā)電機(jī)研究的實(shí)用化、商業(yè)化進(jìn)程提供了新的技術(shù)思路。

　　該研究成果以Toward large-scale fabrication of triboelectric nanogenerator (TENG) with silk-fibroin patches film via spray-coating process為題發(fā)表在Nano Energy上。

　　研究工作得到了微系統(tǒng)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新基金的支持。

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上海微系統(tǒng)所等在納米發(fā)電機(jī)制造技術(shù)研究方面獲進(jìn)展