用可伸缩的抗菌凝电极制成的三电纳米发电机,用于生物机械传感
Yuxiang Song1,2, Hanjunyi Wu1,2, Xiangtian He1
1State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering, Laboratory of Biomedical Materials and Key Lab of Biomedical Materials of Natural Macromolecules (Ministry of Education), Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China.
ACS applied materials & interfaces
|September 12, 2024
概括
研究人员开发了一种灵活,导电和抗菌的水凝电极,用于可穿戴的 triboelectric 纳米发电机 (TENG). 这项创新增强了能源采集,并使智能设备,如自动供电的戒指.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 纳米技术 纳米技术
- 可穿戴电子设备的电子产品
背景情况:
- 三电纳米发电机 (TENGs) 由于灵活性和高功率密度,对能源采集具有前景.
- 现有的TENG需要先进的电极来满足可穿戴设备的各种应用需求.
研究的目的:
- 为可穿戴TENGs开发一种高度可拉伸,导电和抗菌的水凝电极.
- 为了研究阿加度对水凝特性和TENG性能的影响.
- 通过使用开发的TENG.来展示用于信息传输的自动供电智能环.
主要方法:
- 一个碳量子点/LiCl/agar-polyacrylamide (CQDs/LiCl/agar-PAAm) 双网络 (DN) 水凝电极的制造.
- 调整亚格度以优化水凝孔结构,离子迁移,机械强度和导电性.
- 描述水凝电极性能和TENG性能,包括机械稳定性,电力输出和抗菌活性.
主要成果:
- 优化的水凝电极表现出349%的伸展性,1.87 S m-1导电性,以及增强的机械强度 (211%的增加).
- 在6000个循环中,TENGs表现出稳定的输出,开路电压 (200%),短路电流 (530%) 和传输电荷 (155%) 显著增加.
- CQD兴奋剂提供了有效的抗菌特性对大肠杆菌.
结论:
- 开发的DN水凝电极为先进的可穿戴TENG提供了多功能解决方案.
- 这项研究提出了设计灵活,耐用和抗菌的能量收集设备的新方法.
- TENG已成功应用于基于莫尔斯码的信息传输的自动供电智能环.
