《摩擦纳米发电机TENG》投稿模板
题目：应用于手势识别的超可拉伸Ecoflex/多孔碳基摩擦纳米发电机
新闻稿作者：陈华民
1、研究背景：
智能可穿戴电子在医疗器械、人机交互、软体机器人和元宇宙等领域具有广阔的应用前景，像折叠屏、可延展多功能传感器、可穿戴系统等各种原型器件不断涌现。然而，柔性可穿戴能量单元作为不可或缺的部分，极大地限制了可穿戴系统的推广。理想的能量单元应该同时具有可延展性、生物兼容性、高能量密度和高性价比，收集人体运动的机械能实现自供电能量系统是首选。
摩擦纳米发电机可以有效收集人体运动和环境中的机械能，因为其柔性、高输出功率、丰富的材料来源和便于集成的特点成为自供电能量系统的理想候选。目前，可延展摩擦纳米发电机（STENG）已经成为柔性能源领域的研究热点。通常，STENG是基于可延展导电材料比如水凝胶、液态金属、纤维和复合电极。考虑到长期稳定性、大面积制备和性价比，复合电极脱颖而出，这是由于弹性聚合物的超高可延展性和各种填充物的高导电性。
2、文章概述：
基于此，7003全讯白菜网址王军教授团队设计了一种应用于手势识别的超可拉伸Ecoflex/多孔碳基摩擦纳米发电机。将多孔碳粉末均匀分散在Ecoflex基体中，通过旋涂法制备了大面积的Ecoflex/多孔碳（EP）薄膜。基于Ecoflex的超可延展性（570%）和多孔碳的高导电性,EP复合电极可以承受弯曲形变（180%）、扭曲形变（720%）和拉伸形变。设计了不同组分的EP复合电极，研究发现，当多孔碳质量分数为0.28%时，EP-STENG表现出最优性能，其输出电压为115.9V，输出电流为1.92uA，转移电荷为54nC，这是由于复合电极合适的导电网络和强陷阱效应。更重要的是，在177%的拉伸应变下，该STENG可以保持70%的输出；即使在282%的拉伸下100次，释放应变后输出电压也能恢复95%。最后，该STENG阵列用于采集手势信号，并能够控制机械手做出相应数字手势。
本文以7003全讯白菜网址为第一单位，联合中国科学院半导体研究所，发表于国际期刊《Advanced Materials Technologies》（IF=8.856）。文章题目为Ultrastretchable Triboelectric Nanogenerators Based on Ecoflex/Porous Carbon for Self-Powered Gesture Recognition,https://doi.org/10.1002/admt.202201769.第一作者为7003全讯论坛大三学生赵江和中科院半导体所博士生肖宇，通讯作者为7003全讯论坛陈华民副教授。
3、图文导读：
图a.贴在不同手指上的5个STENG阵列；图b.Arduino接收到的STENG信号；图c.手势识别示意图；图d.手势识别系统控制机械手相应动作。
4、结论：
我们制备了应用于手势识别的超可拉伸EP-STENG。基于Ecoflex的超可延展性和多孔碳的高导电性，EP复合电极可以承受各种大形变。通过调整多孔碳的质量分数，得到合适的导电网络和强陷阱效应，从而增强STENG的输出性能。我们研究了不同拉伸应变下EP-STENG的性能，证明了其稳定性和恢复性。最终，我们实现了基于EP-STENG阵列的手势识别系统，其在人机交互和智能可穿戴系统领域具有广泛的应用前景。
王军课题组简介：王军，7003全讯白菜网址副院长、卓越教授、博士生导师、福建省级优秀人才。现为海洋先进材料与智能传感器研究中心传感器方向负责人。长期从事柔性光电敏感材料与传感器、可穿戴自供电传感系统研究，主持了4项国家自然科学基金面上项目、4项省级工业攻关和自然科学基金项目。在国际SCI期刊Adv. Mater., Nano Lett., Nano Energy, Appl. Phys. Rev., Nano Res. 等高影响因子杂志上发表论文50余篇。
