可扩展制造

健康监测、电子皮肤和软机器人需要大面积和强有力的能量收集策略来为嵌入式传感器和外围电子产品供电。摩擦电纳米发电机( TENG )是自供电传感器和自充电系统的最佳选择。本文提出了一种大规模便捷、兼容的棒辅助打印方法，实现了具有良好疏水性的分级微结构聚合物复合摩擦电薄膜，提高了TENG的电输出性能，实现了TENG的鲁棒性，通过将石墨填料引入到最佳浓度的聚二甲基硅氧烷( PDMS )中调节TENG器件的电输出。所实现的基于TENG的微结构石墨/ PDMS复合材料，在1.2   N的外力作用下，提供高稳定的短路电流42   µ A，开路电压410   V，转移电荷160   nC，足以为可穿戴传感器供电或对储能器件充电。TENG器件可在2   s内将2.2   µ f电容充电至1.5   V，可发光30个商用绿色LED，并可驱动电子表。自动力触觉传感也通过将TENG装置附着在橡胶手套上来监测抓取物体的过程得到了证明。进一步，制作了大规模自供电传感器阵列，并利用其绘制空间压力分布。这项工作不仅展示了一种可扩展地制备具有高电输出、优异耐久性和环境稳定性的高性能TENGs的分级微结构聚合物复合薄膜，而且为未来性价比和自供电电子的发展带来了洞察力。

健康监测、电子皮肤和软机器人需要大面积和强有力的能量收集策略来为嵌入式传感器和外围电子产品供电。摩擦电纳米发电机( TENG )是实现自供电传感器和自充电系统的最佳选择。本文提出了一种简单、兼容的大规模棒状辅助印刷方法，实现了具有良好疏水性的分级微结构聚合物复合摩擦电薄膜，以提高TENG的电输出性能和鲁棒性。TENG器件的电输出通过将石墨填料以最佳浓度送入聚二甲基硅氧烷( PDMS )中进行调谐。所实现的基于TENG的微结构石墨/ PDMS复合材料，在1.2   N的外力作用下，提供高稳定的短路电流42   µ A，开路电压410   V，转移电荷160   nC，足以为可穿戴传感器供电或对储能器件充电。TENG器件可在2   s内将2.2   µ f电容充电至1.5   V，可发光30个商用绿色LED，并可驱动电子表。自动力触觉传感也通过将TENG装置附着在橡胶手套上来监测抓取物体的过程得到了证明。进一步，制作了大规模自供电传感器阵列，并利用其绘制空间压力分布。这项工作不仅展示了一种可扩展地制备具有高电输出、优异耐久性和环境稳定性的高性能TENGs的分级微结构聚合物复合薄膜，而且为未来性价比和自供电电子的发展带来了洞察力。