可穿戴电子系统的快速发展需要一种可持续的能源,这种能源可以从周围环境中获取能量,而不需要频繁充电。压电聚合物薄膜具有柔韧性、良好的压电性,以及由于其固有极化而具有的与环境无关的稳定性能,是制造压电纳米发电机 (PENG) 以从环境中获取机械能的理想选择。然而,由于分子极化和不可拉伸性,它们的大部分应用仅限于基于 3-3 方向压电效应的按压模式能量收集。在本研究中,通过在基于聚合物薄膜的 PENG 上 3D 打印拉胀结构,PENG 的弯曲变形可以转化为良好控制的平面内拉伸变形,从而实现 3-1 方向压电效应。首次将膨胀结构的同向弯曲效应应用于柔性能量收集装置,使以前未开发的薄膜弯曲变形成为一种有价值的能量收集装置,并将 PENG 的弯曲输出电压提高了 8.3 倍。膨胀结构辅助的 PENG 还被证明是一种传感器,可通过安装在人体和软机器人手指的不同关节上来感应弯曲角度并监测运动。
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