隨著濕氣發(fā)電機(jī)(MEG)的迅速發(fā)展，直接從潮濕的空氣中獲取能量將是一種很有前途的為蓬勃發(fā)展的可穿戴式和分布式電子產(chǎn)品提供電力的途徑。然而，剛性磁致伸縮材料在劇烈變形下容易發(fā)生空間變形，給人體劇烈的運(yùn)動(dòng)帶來極大的不便，嚴(yán)重阻礙了其理想的應(yīng)用。
近日，清華大學(xué)Huhu Cheng，曲良體教授基于精心制作的可拉伸功能離子凝膠(SIG)，報(bào)道了一種本征可拉伸的濕式發(fā)電器(s-MEG)，具有靈活的雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和可逆的交聯(lián)相互作用，即使在拉伸到150%應(yīng)變和高人體協(xié)調(diào)性的情況下也表現(xiàn)出穩(wěn)定的電力輸出性能。
文章要點(diǎn)
1）該SIG表現(xiàn)出超高拉伸應(yīng)變（～600%），并且當(dāng)從潮濕空氣中吸收水分時(shí)，基于1 cm × 1 cm SIG薄膜的sMEG可以產(chǎn)生～0.4 V的電壓和～5.7 μA的電流。由于制備工藝引起的SIG與粗糙織物電極之間的強(qiáng)粘附性和優(yōu)異的界面結(jié)合，s-MEG能夠?qū)崿F(xiàn)彎曲或扭曲變形，并且表現(xiàn)出優(yōu)異的電力輸出穩(wěn)定性，在5000次彎曲測試后性能保持率約為90％。
2）通過串聯(lián)或并聯(lián)連接sMEG單元，開發(fā)出一種“濕氣驅(qū)動(dòng)腕帶”集成裝置，可佩戴在人類手腕上并驅(qū)動(dòng)柔性傳感器來跟蹤手指運(yùn)動(dòng)。此外，還創(chuàng)建了一種基于s-MEG的舒適“濕氣驅(qū)動(dòng)鞘”，它可以像衣服一樣穿戴在人的手臂上，在行走和彎曲肘部時(shí)產(chǎn)生能量，這在可穿戴電子領(lǐng)域很有前景。
參考文獻(xiàn)
Wenya He, et al, Robustly and Intrinsically Stretchable Ionic Gel-Based Moisture-Enabled Power Generator with High Human Body Conformality, ACS Nano, 2024
DOI: 10.1021/acsnano.3c08543
https://doi.org/10.1021/acsnano.3c08543
