基于多孔弹性体的气固摩擦电纳米发电机(GS - TENGs)为自供电传感器的设计提供了一条很有前途的途径。然而,低的电输出的固有限制会影响传感系统的精度和灵敏度。
近日,南洋理工大学李佩诗 & 东京大学Takao Someya团队开发了一种多孔复合材料,通过将胶粘性poly(siloxane-diphenylglyoxime-urethane)(PSDU)弹性体与铁电(3,3-difluorocyclobutylammonium)2CuCl4[(DF-CBA)2CuCl4]填料相结合。PSDU是一种固有的摩擦电负极材料,具有交替的硬-软段和超分子键,赋予复合材料优异的可压缩性、粘附性和自愈性。同时,(DF-CBA)2CuCl4作为功能填料的掺入利用氢键网络的形成来增强电荷转移过程。这些填料通过电极化过程促进电荷积累,从而使功率输出比基于致密PSDU的GS-TENG高1400倍以上。利用多孔poly(siloxane-diphenylglyoximeurethane)-钙钛矿(PSDU - PK) GS - TENGs的多功能特性,已经证明了手势/食物识别和双模式传感系统等应用,表明它们在可穿戴电子产品和智能农业方面具有广阔的潜力。
图1 PSDU结构示意图及氢键合的PSDU - PK体系
图2 PSDU与钙钛矿之间的氢键相互作用
图3 多孔PSDU-PKs的力学性能
图4 多孔PSDU-PKs基GS-TENG的工作机理
图5 PSDU-PKs基GS-TENG的电学性能
图 6 多孔PSDU - PK GS-TENG用于手势识别、机器学习支持的食品识别和热压双模传感
原文题目:Self-healable and stretchable perovskite-elastomer gas-solid triboelectric nanogenerator for gesture recognition and gripper sensing 论文共同第一作者:Feng Jiang, Gurunathan Thangavel 原文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adq5778