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雖然可穿戴式自供電電子設備已經顯示出有希望的改進，但在提高其電輸出和結構性能方面仍然存在重大挑戰。

在這項工作中，福建理工大學An Huang，Xiangfang Peng提出了一種在單層結構的膜中同時進行壓電和摩擦電轉換的工作機制。

文章要點

1）研究人員將多壁碳納米管(CNTs)分別加入聚偏氟乙烯(PVDF)和聚丙烯腈(PAN)中，通過共電紡法制備了具有兩種不同互穿結構的單層二元纖維納米復合膜(PVDF/CNT_X@PAN/CNT_X，DPCPC_X)。所制得的薄膜具有優異的壓電性和摩擦電性的協同效應，并具有很高的機電轉換能力。碳納米管的加入增加了聚偏氟乙烯的β相和PAN平面之字形構象。

2）結果表明，基于DPCPC_0.5-SBFNMS的壓電納米發電機具有優異的電輸出(187 V，8.0 μA，1.52 W m^?2)，與其他壓電納米發電機相比，保持了極高的輸出電壓水平。它成功地同時照亮了50個商用發光二極管。DPCPC_0.5-SBFNMS的輸出電壓分別是PAN或PVDF單纖維膜的5.1倍和4.6倍。此外，DPCPC_0.5SBFNm的峰值電壓比共電紡PVDF/CNT_1.0@PAN(DPCP_1.0)和PVDF@PAN/CNT_1.0(DPPC_1.0)分別提高了20V和10V。由DPCPC_0.5-SBFNms制成的壓電式傳感器可以準確地感知人體從小到大的運動，并在醫療、消防和監測中顯示出作為警報的實用價值。在SBFNM壓電材料中提出了內生摩擦電性，提高了機電轉換能力和電輸出能力，從而在自供電可穿戴電子器件中具有廣泛的應用潛力。

參考文獻

An Huang, et al, Improved Energy Harvesting Ability of SingleLayer Binary Fiber Nanocomposite Membrane for Multifunctional Wearable Hybrid Piezoelectric and Triboelectric Nanogenerator and Self-Powered Sensors, ACS Nano, 2023

DOI: 10.1021/acsnano.3c09043

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c09043