柔性可穿戴电子设备重量轻,易于与皮肤结合,并且能够承受机械变形,并逐渐在日常生活中出现。然而,当前使用的传感器通常需要由外部能量供应来驱动,这极大地限制了柔性可穿戴设备的优点的极端发挥。另外,人体可以从机械运动和关节旋转等过程中产生可用电能,这为使用先进的能量收集技术为柔性可穿戴电子设备提供动力提供了绝佳机会。因此,自供电可穿戴电子设备的设计有望实现这些设备的永久供电,具有重要的科学意义和应用前景。最近,闽江学院的张成博士和王军教授,与宾夕法尼亚州立大学的程焕宇教授,南京大学的唐少龙教授等合作,报道了柔性可延展的纳米发电机和微型超级电容器阵列的使用。作为褶皱的石墨烯机械传感器。能源供应策略。该论文在NanoEnergy上发表,标题为“基于3Dlaser诱导的石墨烯泡沫并用中孔ZnP纳米片装饰的自供电可拉伸系统的高能全拉伸式微超级电容器阵列”。研究人员利用ZnP多孔超薄纳米片的伪电容特性和激光直写石墨烯(LIG)复合材料来制备具有岛状桥构型的叉指型微型超级电容器阵列。两种不同的储能机理电极材料的高效组合实现了该电容器可以在不牺牲功率密度和循环寿命的情况下大大提高其能量密度。借助微型超级电容器阵列的串联/并联连接,可以有效地调节储能系统。输出电压/电流特性。图1:使用柔性和可延展的纳米发电机收集能量的示意图和机电性能图,使用微型超级电容器阵列存储能量以驱动折叠式石墨烯机械传感器。研究人员使用预拉伸策略构造了基于褶皱金的纳米发电机和基于几层褶皱石墨烯的机械传感器,并获得了纳米发电机和机械传感器的柔性和可延展特性,这些特性专门用于设计高性能的柔性和延展性电子产品。该设备提供了新的设计思路。图2:微型超级电容器阵列在拉伸过程中的串联/并联结构图,电气示意图,电容性能和电气输出性能。研究发现,使用整流技术,基于柔性可延展纳米发电机和微型超级电容器阵列的机械传感器具有出色的机电性能,其应变敏感系数高达354。供电,灵活且具有延展性的电子设备。论文信息:张昌鹏,彭昌煌,黄炳章,邢成兴,陈洪,郑洪成,王建元,唐三生,基于3D激光诱导的石墨烯泡沫修饰的高能一倍可伸展的微型超级电容器阵列,用修饰的ZnPn纳米片修饰-poweredstretchablesystems.NanoEnergy81(2021)105609https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2020.105609