【摘要】：摩擦電發(fā)電機(jī)作為一種新穎的能量收集器件,具有高效率、低成本和結(jié)構(gòu)多樣性等優(yōu)異的性能。在環(huán)境能量收集、自供電微納系統(tǒng)、可穿戴器件以及分布式智慧系統(tǒng)方面具有廣闊的應(yīng)用前景。本論文基于PAAm-LiCl 水凝膠電極制備柔性可拉伸可穿戴摩擦電發(fā)電機(jī),并在PAAm-LiCl 水凝膠柔性電極、機(jī)械能收集和智能傳感上做了一系列的工作,構(gòu)建了單電極模式的柔性可拉伸摩擦電發(fā)電機(jī),用來(lái)收集人體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的機(jī)械能;構(gòu)建了非接觸式摩擦電發(fā)電機(jī),并探究了性能輸出與接近距離的關(guān)系;構(gòu)建了觸覺(jué)傳感器,并進(jìn)行了接觸式和非接觸式傳感模式的探究。通過(guò)模具成型的方法制備了柔性可拉伸摩擦電發(fā)電機(jī),以PAAm-LiCl水凝膠做電極,以Ecoflex 00-30硅橡膠薄膜作摩擦層。制備的PAAm-LiCl 水凝膠電極可承受231%的形變,電阻率為26.5 Ω.cm。制備的摩擦電發(fā)電機(jī)可承受各種形變而不損害其性能輸出,在水凝膠電極面積占比為70%時(shí),該發(fā)電機(jī)開(kāi)路電壓可達(dá)117 V,短路電流可達(dá)1μA,在負(fù)載為160 MQ下平均功率為10 μW。除此之外,在非接觸模式下,在兩平行電極接近距離為1mm時(shí),其開(kāi)路電壓為67 V,短路電流約為500 nA,同時(shí)在探究性能輸出與接近距離的關(guān)系時(shí),我們發(fā)現(xiàn)在極小范圍內(nèi)(約0-2.5mm),非接觸式摩擦電發(fā)電機(jī)電壓輸出與兩摩擦層間最近靠近距離成反比。另外,我們基于陣列電極模式制備了觸覺(jué)傳感器,所有電極呈陣列排布,由獨(dú)立的通道連接至檢測(cè)系統(tǒng),并共用一個(gè)硅膠薄膜摩擦層。該器件不僅支持多點(diǎn)觸控檢測(cè),而且還可以應(yīng)用于非接觸式近距離觸覺(jué)感應(yīng),可以實(shí)現(xiàn)二維平面內(nèi)非接觸位移的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
【圖文】：

這個(gè)能量可以是遍布我們生活周?chē)母鞣N機(jī)械能。自王中林教授首次發(fā)明摩擦電逡逑發(fā)電機(jī)后，許多研究人員紛紛投入其中，目前己經(jīng)形成４種主要的工作模式［１＜）］逡逑（如圖１－１），分別為：垂直接觸分離模式、橫向滑動(dòng)摩擦模式、單電極模式、自逡逑由運(yùn)動(dòng)摩擦模式。逡逑⑻邐（ｂ）逡逑＾邋：！■；．．邋—逡逑／邋［、邋／逡逑ｆ邋Ｖｅｒｔｉｃａｌ邋ｃｏｎｔａｃｔ－ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ邋＼邐／邋ｊ邋Ｌａｔｅｒａｌ邋ｓｌｉｄｉｎｇ邋ｍｏｄｅ邐、逡逑：邐ｍｏｄｅ邐Ｉ邐ｉ邐￣’邐＊邐ｉ逡逑＼邐．一—．一———－—邐邐——ｉ邐ｉ邐＿■邐＿邋ｉ逡逑！邋ｉ邋＋＋＋＋４．＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋／邐１邋Ｊ邐！邐邐邐？媒；逡逑，邋ｌ邐；邋“十扛ｈ＋ｒ邐：邐邐邐Ｊ邋，逡逑＿Ｊ邐：邐：邐＿邋！逡逑，，：一－一一一—一 ＿ｒ％？一－ｒ＊＾ｒ＊－ｒ＊  邋—￣—一一一邋—￣邋￣邋—－－ｒ￣？－ｒ＊－ｒ＊逡逑１邋［邋Ｓｉｎｇｌｅ－ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ邋ｍｏｄｅ邐ｆ邋Ｆｒｅｅｓｔａｎｄｉｎｇ邋ｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃ－丨ａｙｅ７｜、逡逑ｉ邋。￣”’丨 １邋ｉ邋ｊ邐ｍｏｄｅ邐［邋ｉ逡逑！邐－邐■邐！邋Ｉ邐ｒ：邋＇存＇…邐；逡逑ＨＩ邐；邐；醒a(bǔ)桑海灰誨危義蠒芎義希ǎ悖╁危у危ⅲ危ǎ洌╁義賢跡保材Σ戀縋擅追⒌緇乃鬧止ぷ髂Ｊ絞疽饌跡哄義希ǎ幔┐怪苯喲シ擲牘ぷ髂Ｊ劍唬ǎ猓┖嵯蚧Σ涼ぷ髂Ｊ劍誨義希ǎ悖┑サ緙ぷ髂Ｊ劍唬ǎ洌┳雜稍碩Σ涼ぷ髂Ｊ劍郟

本文編號(hào)：2622026