河北
1成果简介
三电纳米发电机（TENGs）是一种前景广阔的能量收集和自供电传感技术，具有广泛的应用前景。尽管其潜力巨大，但仍存在一些挑战，如需要具有成本效益的大面积电极和工程可持续三电材料，特别是考虑到欧洲即将对一次性工程塑料实施限制。为了应对这些挑战，本文，中瑞典大学Renyun Zhang等研究人员在《ADVANCED MATERIALS》期刊发表名为“Engineering Triboelectric Paper for Energy Harvesting and Smart Sensing”的论文，研究提出了工程纳米石墨涂层纸，作为可持续和高性能的三电层替代材料。此外，这种可以工业化生产的材料还可以替代金属电极。
纳米石墨与纸的结合，加上其大接触面积和固有的表面粗糙度，可在表面静电放电的驱动下实现超过 14 kW m-2 的超高功率密度。除了能量收集之外，还开发了用于地板和墙壁的智能传感器，可以检测到用于安全目的的移动，以及用于监测睡眠期间身体移动和生理活动的智能床单。这些研究结果凸显了这种工程纸在 TENG 和电极中作为工程塑料的环保型替代品的潜力，为未来的应用开辟了新的途径。
2图文导读
图1、NG@P用于TENG和智能传感。
图2、NG@P的制备流程。
图3、NG@P作为运动传感器。
图4、NG@P为智能工作图示。
3小结
综上所述，作者开发了纳米石墨涂层牛皮纸 （NG@P） 作为一种新型的工程摩擦电纸，并在摩擦电纳米发电机 （TENG） 中证明了其作为摩擦电层和电极的有效性。这种材料为传统的工程聚合物和金属电极提供了一种可扩展、环保的替代品。NG@P 独特的表面结构可实现静电放电，从而使 TENG 的峰值功率密度超过 14 kW m−2.利用 NG@P 的大表面积，我们使用两种不同的机制探索了它在运动传感器中的应用，这两种机制都产生了可喜的结果。此外，我们的研究表明，基于 NG@P 的 TENG 传感器在睡眠监测应用中非常有用，其功能类似于智能床单，不仅可以检测生理信号，还可以检测床上的身体活动。这种多功能能力超越了许多商用设备。我们的研究结果强调了 TENG 中 NG@P 等绿色材料的潜力，不仅可以作为传统塑料的可行替代品，还可以作为高级应用中的多功能组件。这项工作可以为能量收集领域可持续材料的进一步发展铺平道路。
文献：
https://doi.org/10.1002/adma.202416641
来源：材料分析与应用
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