摩擦納米發(fā)電機

　　隨著科學技術的進一步發(fā)展，能源危機日趨嚴重。摩擦納米發(fā)電機（TENG）結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、可收集環(huán)境中微小能量轉(zhuǎn)化成電能，在便攜式發(fā)電裝置、自供能傳感器等領域有重要應用前景。接觸面積、電負性差異等是影響TENG輸出的重要因素，本文創(chuàng)新性地提出了一種具有共面電極的可拉伸摩擦納米發(fā)電機（C-TENG），并通過表面微織構(gòu)制備實現(xiàn)大的接觸面積，進而提高其輸出性能。

　　摩擦納米發(fā)電機原理

　　摩擦納米發(fā)電機由兩塊聚合物板堆疊而成，兩塊聚合物板分別由摩擦電特性不同的材料制成，作為摩擦層，金屬薄膜分別沉積在該裝置的頂部和底部，作為電極。當受到外力驅(qū)動，摩擦納米發(fā)電機發(fā)生彎曲，由于表面具有一定的粗糙度，會通過摩擦產(chǎn)生等量異種的電荷，在界面區(qū)域形成摩擦電勢層；當撤除外力時，裝置會恢復到原來的形態(tài)，此時，由于靜電感應，會驅(qū)動電子的自由流動，從而在外電路中形成電流。

　　王中林團隊提出的摩擦納米發(fā)電機模型

　　等離子體的作用

　　測試前用等離子體對表面進行了處理硅橡膠主要由硅原子、氧原子以及一些有機基團組成，其中有機基團包括甲基、乙烯基、苯基、三氟丙基等，測試前用等離子體對表面進行了處理，引入有機基團主要是提高硅橡膠的耐溫性能、可拉伸性能以及化學性質(zhì)。

　　藍色海洋能受到了眾多研究者的關注

　　將流體流動的能量轉(zhuǎn)化為多層圓盤的旋轉(zhuǎn)運動，以此用于收集水波能。球形 TENG發(fā)電機的內(nèi)部有多層結(jié) 構(gòu)，結(jié)構(gòu)之間通過彈簧連接，可用于多方向能量的收集。有人提出了一種 由內(nèi)球和圓環(huán)殼組成的圓環(huán)結(jié)構(gòu)的TENG 陣列，可用于水波能量的收集。TENG對于收集大規(guī)模海浪能源以及藍色能源具有重要意義。

　　傳感器應用方面

　　基于紡織技術的 TENG，利用紡織品的 摩擦電效應實現(xiàn)了對壓力的感知，制備了壓力傳感器。

　　提出了一種基于 TENG 的自供電沖擊力傳感器，可用 于檢測墜落物體。

　　基于TENG 的自供電傳感器，用于機器學 習的智能檢測與識別。

　　一種自恢復、可調(diào)微結(jié)構(gòu)形狀記憶的 TENG，用于自供電水溫傳感器。

　　廣闊的應用前景

　　TENG除了應用于收集藍色海洋能、制作傳感器，還應用于收集其他各種形式的能量，例如：風能]、太陽能、人體運動能、振動能等。