最近倡導(dǎo)的具有近零時延的第五代（5G）通信技術(shù)極大地推動了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,而物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展使電子設(shè)備朝著小型化,可移動和多功能的趨勢發(fā)展。但是也引發(fā)了一些問題,由于能源的限制,物聯(lián)網(wǎng)中大量器件的維護需要天文預(yù)算,例如更換電池和構(gòu)建電源,如果使用臨時電源,則需要定期更換電池,這也造成了極大地浪費。而納米發(fā)電機（NG）作為一個新興的微能源存儲領(lǐng)域,運用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和微納米材料有效的提取、轉(zhuǎn)化和存儲環(huán)境中的不可利用的廢能來實現(xiàn)微納系統(tǒng)的有效持續(xù)的運轉(zhuǎn)。目前,廣泛應(yīng)用于傳感網(wǎng)絡(luò)、環(huán)境保護、人工智能以及藍色能源等領(lǐng)域。本論文主要介紹了納米發(fā)電機在柔性可穿戴自供電模塊以及無線通訊兩個領(lǐng)域的應(yīng)用。首先介紹了基于摩擦電納米發(fā)電機的無校準(zhǔn)可穿戴式自供電傳感器。摩擦電納米發(fā)電機（TENG）以其高產(chǎn)量、低成本、綠色環(huán)保等優(yōu)點受到人們的廣泛關(guān)注。但由于金屬電極的選擇,使可穿戴設(shè)備仍有一定的硬度,導(dǎo)致透氣性差,影響佩戴舒適性。另外,電極與摩擦材料之間粘附不牢固,也會影響輸出性能。因此以普通織物聚合聚苯胺來代替金屬電極,聚己內(nèi)酯（PCL）作為粘合劑來制備的TENG具有出色的柔軟性和透氣性,從而提高了可穿戴設(shè)備的舒適性... 

【文章來源】：青島大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：56 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

摩擦納米發(fā)電機的四種基本工作模式[46]

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文5圖1.2靜電紡絲裝置示意圖。1.3摩擦納米發(fā)電機的應(yīng)用1.3.1能量收集1.3.1.1機械能機械能是日常生活中最為普遍存在的能量類型，而振動就是其最常見的表現(xiàn)方式，它普遍存在于人的身體運動、汽車等機械設(shè)備以及水的波動等。從環(huán)境中將這些機械能收集起來可以為健康監(jiān)護、機械設(shè)備運行狀況監(jiān)測以及環(huán)境保護等設(shè)備供能。進入21世紀(jì)以來，各種用于健康監(jiān)測和運動傳感的個人電子設(shè)備的使用數(shù)量日益增長。隨著電子設(shè)備的小型化，它們的能量損耗也逐漸降低，這使得通過收集人體運動的機械能為這些小型電子設(shè)備供電成為可能。但是身體運動最大的缺點就是頻率和幅度沒有固定的規(guī)律，頻率較低。因此，TENG的發(fā)明使這類能量收集有了很大的發(fā)展。1.3.1.2波浪能地球上有71%的面積被海水覆蓋，因此波浪在全球的分布是十分廣泛的，其包含的能量也是地球上最為富有的能量來源之一。目前，依靠電磁感應(yīng)發(fā)電機是收集波浪能的主要方式。但是這種傳統(tǒng)的發(fā)電方式在某些方面依然存在很大不足，使其在應(yīng)用上收到很大的限制。比如，波浪能主要是存在于水面上的，傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文8可以得到輸出電流與化學(xué)物質(zhì)濃度之間的關(guān)系，TENG作為自供電傳感器可以檢測二氧化碳等與醫(yī)療保健相關(guān)的化學(xué)物質(zhì)[75]。TENG應(yīng)用于健康監(jiān)測系統(tǒng)，尤其是對呼吸、脈搏、心跳等的檢測，主要粘附在衣服或皮膚上，所以對材料的選擇具有較高的要求，應(yīng)選擇生物兼容性好，透氣性好的材料，以滿足人體的舒適度。圖1.3TENGs在健康監(jiān)測中的典型應(yīng)用[76]。1.3.2.5摩擦納米發(fā)電機用于無線傳輸在物聯(lián)網(wǎng)時代，傳感器的廣泛存在給我們的生活帶來了極大的便利，但是實現(xiàn)具有可持續(xù)供電以及穩(wěn)定無線通信的無線傳感網(wǎng)絡(luò)也具有一定的挑戰(zhàn)性。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通常由傳感器，執(zhí)行器，控制和通信電路組成。在實時傳感系統(tǒng)中，測得的信號需要先進行處理，然后再通過一種不同的射頻技術(shù)（例如無線局域網(wǎng)（WLAN），蜂窩，藍牙，Zigbee或射頻識別（RFID））將其傳輸?shù)街行恼�，在這一過程中對電


本文編號：3418974