نجحت الأكاديمية الصينية للعلوم في تطوير مولدات عالية النقاوة تتسم بالشفافية والقدرة العالية ، مثل مولدات الاحتكاك النانوية
في السنوات الأخيرة ، مع انتشار العديد من المنتجات الوظيفية الثورية مثل الترانزستورات / الدوائر المتكاملة مرنة ، والأجهزة البصرية الالكترونية لمط ، يعرض قابلة للطي ، والجلد الإلكترونية ، تطورت المنتجات الإلكترونية مرنة / مطاطة بسرعة.
هذه المنتجات تضع متطلبات أعلى على معدات التنشيط الخاصة بهم ومن المتوقع أن يكون لها مرونة كبيرة وتمتد. ومع ذلك ، يمكن لعدد قليل من أجهزة الطاقة تحقيق المرونة والشفافية والامتداد في نفس الوقت. بالإضافة إلى ذلك ، فإن السوق المتنامية للمنتجات الإلكترونية القابلة للارتداء والمنتجات الإلكترونية القابلة للزرع تتطلب أن تكون أجهزتها المضافة للطاقة ذات توافق حيوي جيد بالإضافة إلى المرونة والتمدد.
من الصعب الوصول إلى المولدات الكهرومغناطيسية التقليدية ، كما أن مولدات النانو الاحتكاكية سريعة النمو (TENG) يمكن أن تلبي المتطلبات المذكورة أعلاه من المعدات الإلكترونية المرنة. في الآونة الأخيرة ، تم تصنيع المولدات النانوية الاحتكاكية المطاطية بشكل رئيسي من بوليمرات موصلة معززة بشبكات موصلة مثل الأنابيب النانوية الكربونية ، والغرافين ، والأسلاك النانوية الفضية. ومع ذلك ، فإن مثل هذه المواد لديها قدرة محدودة على التمدد ، ومن الصعب تحقيق شفافية عالية. وعلى النقيض من ذلك ، يمكن للهجيليات المائية المكونة من شبكة بوليمر محبة للماء ومحلول أيوني مائي أو مائي أن تحقق في نفس الوقت الشفافية والنعومة والقابلية للتوافق البيولوجي والتناسل ، مما يجعلها مثالية لتطوير مولدات النانوغرام الاحتكاكية المرنة.
في إطار التوجيه المشترك للأكاديمي وانغ تشونغ لين وباحث هو جين تاو وييغو من معهد بكين للطاقة النانوية والأنظمة ، الأكاديمية الصينية للعلوم ، قام باحثون في معهد بكين للطاقة النانوية والأنظمة ، بو شيونغ ، بدمج الاستومر وهيدروجيل أيون لتطوير مولد جديد للاحتكاك بالنيانو (STENG) ، والذي يحقق للمرة الأولى شفافية عالية (متوسط نقل الضوء ، الضوء المرئي 96.2٪) وامتداد عالي للغاية (سلالة أحادية المحور ، 1160٪) ، مع تمكين الطاقة الحيوية الحيوية جمع ، الإدراك اللمسي وغيرها من المهام. يقدم هذا العمل منظوراً جديداً لدراسة أجهزة الطاقة الشفافة الشفافة والبشرة الإلكترونية المرنة ، ويتم نشر النتائج في أحدث الدراسات العلمية (DOI: 10.1126 / sciadv.1700015).
هذا STENG قادر على توليد جهد دائرة مفتوحة تصل إلى 145 فولت مع كثافة طاقة فورية تبلغ 35 mW / m2. تتمتع STENG باحتمالية واسعة للسوق. لأن المواد مصنوعة من هيدروجيل متوافق حيويا ، يمكن أن تلتصق مباشرة إلى جلد الجسم البشري ودفع العديد من المنتجات الإلكترونية القابلة للارتداء مثل LEDs والساعات الإلكترونية. اقترحت هذه الدراسة لأول مرة STENG مع قابلية عالية جدا والشفافية. بسبب شفافية عالية ، فإنه لا يتداخل مع نقل المعلومات البصرية ، وفي الوقت نفسه يجمع بين حصاد الطاقة والاستشعار عن طريق اللمس. لذلك ، في الجلد الاصطناعي الذكية ، الروبوت برامج ذاتية القيادة ، التطبيقات المحتملة في شاشات مرنة والالكترونيات القابلة للارتداء.
