共轭电纺法制备聚乳酸纳米纤维能源纱线及其应用

TB857.3; 随着柔性电子产品的快速发展,人们对可穿戴能源技术的需求也愈加迫切.摩擦电纳米发电机(Tri-boelectric nanogenerator,TENG)和纺织材料结合的织物电子器件,在生物运动能量收集和多功能自供电传感器中展示出广阔的应用前景.在这里,我们通过共轭电纺丝法制备了柔性聚乳酸(Polylactic acid,PLA)纳米纤维能源纱线,讨论了纺纱参数(涡流场、静电场、速度场)对纱线形成和电学性能的影响.实验结果表明,能源纱线具有2400 MPa的断裂强度和135°的疏水接触角,能保护芯电极稳定工作.结合能源纱线的自发电模式设计了触觉传感映射矩阵,,实现了实时触觉映射...

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Published in功能材料 Vol. 52; no. 9; pp. 9055 - 9061
Main Authors 张德伟, 杨伟峰, 张青红, 李耀刚, 侯成义, 王宏志
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 东华大学 材料科学与工程学院,纤维材料改性国家重点实验室,上海 201620%东华大学 材料科学与工程学院,先进玻璃制造技术教育部工程研究中心,上海 201620 30.09.2021
Subjects
共轭静电纺丝;摩擦电纳米发电机;可穿戴;能量收集;触觉传感
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ISSN1001-9731
DOI10.3969/j.issn.1001-9731.2021.09.009

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Summary:TB857.3; 随着柔性电子产品的快速发展,人们对可穿戴能源技术的需求也愈加迫切.摩擦电纳米发电机(Tri-boelectric nanogenerator,TENG)和纺织材料结合的织物电子器件,在生物运动能量收集和多功能自供电传感器中展示出广阔的应用前景.在这里,我们通过共轭电纺丝法制备了柔性聚乳酸(Polylactic acid,PLA)纳米纤维能源纱线,讨论了纺纱参数(涡流场、静电场、速度场)对纱线形成和电学性能的影响.实验结果表明,能源纱线具有2400 MPa的断裂强度和135°的疏水接触角,能保护芯电极稳定工作.结合能源纱线的自发电模式设计了触觉传感映射矩阵,,实现了实时触觉映射.此外,将能源纱线编织成的柔性发电织物,在人体1 Hz的低频运动下(外部负载100 MΩ时),发电织物的最大峰值功率密度为100 mW/m2,能驱动LED灯珠和液晶显示屏.这种基于共轭纺丝的纱线制备方式为下一代电子织物的设计提供了新思路.
ISSN:1001-9731
DOI:10.3969/j.issn.1001-9731.2021.09.009