深圳大学:研究面向实时步态分析的摩擦电纳米发电器纺织传感器
【深圳大学:研究面向实时步态分析的摩擦电纳米发电器纺织传感器】
摩擦电纳米发电机(TENG)通过摩擦起电和静电感应的耦合效应实现自供电,因结构简单、小型、轻量化的优势成为可穿戴传感器件的理想选择。基于织物结构的TENG进一步赋予可穿戴器件柔软、舒适的特性,为生理信号无创监测提供了一种新思路。以芯壳结构的纱线为标志的织物型TENG与传统织物有良好的兼容性,但常规的同轴纺丝、涂层、覆膜、包纱等芯壳纱线制备方式,易出现芯层导电纤维和壳层摩擦电材料之间结合性差,导致芯壳间电阻增大,或因壳层不均匀导致电荷泄漏,以及受力时易滑移脱落等问题。这些问题使织物型TENG灵敏度和稳定性较低。
针对这一问题,深圳大学微流控与软物质课题组孟思副研究员、孔湉湉教授、刘洲研究员,提出利用同轴共轭静电纺丝结合导电粘合剂涂层的方法,实现高灵敏度、高稳定性、灵活柔软,适用于多种纺织结构的芯-壳纳米纤维同轴纱线(NCYs)的大规模制备,展示了NCYs及其衍生纺织品在人体不同部位生理信号监测的灵活性,并利用平纹织物结构的NCY-TENG开发一种高灵敏度、抗菌、透气、耐洗特性的智能鞋垫,是用于糖尿病足患者实时步态监测的理想选择。
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