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摩擦纳米发电机在可持续和可再生能源方面的进展：工作机制、摩擦表面结构、能量存储-收集系统和应用
摘要：摩擦电纳米发电机 (TENG) 是一种可持续和可再生技术，用于收集自然界中浪费的机械能，例如运动、波浪、风和振动。TENG 装置通过摩擦材料对接触和分离的循环工作原理发电。该技术在能源生产、人类护理、医药、生物医学和工业应用领域有着突出的应用。TENG 装置可应用于许多实际应用，例如便携式电源、自供电传感器、电子设备和电力消耗设备。借助 TENG 能源技术，可以在不久的将来减少甚至解决重大能源问题，例如减少气体排放、加强环境保护和改善人类健康。通过利用摩擦电特性具有显著差异的材料或实施先进的结构设计，可以提高 TENG 的性能。本综述全面研究了 TENG 技术在利用机械废能方面的最新进展，主要关注其可持续性和可再生能源属性。它还深入探讨了优化摩擦表面结构以提高输出性能、实施储能系统以确保稳定运行和长期使用、探索能量收集系统以有效管理收获的能量以及强调 TENG 在各种情况下的实际应用等主题。结果表明，TENG 技术有可能在不久的将来广泛应用于可持续能源生产、可再生能源、工业和人类护理。
通过火花放电的锯齿状电极从扭矩电纳米生成器发出的超高功率输出
目的。[1-3]此外，等离子体在包括太空推进和生物医学技术在内的许多领域都起着重要作用。[4-6]阴极管和等离子体的一代需要外部电源设备，但是不幸的是，由于其重量较重，而且体积较大，因此该设备无法便携。因此，高压应用在没有电力供应的太空，战场和偏远地区等严酷的环境中存在严重限制。基于Triboelectrification和静电诱导的工作机制的Triboelectric纳米发育仪（TENGS）[7-11]可以在我们的圆形或人类运动中的机械运动中产生电力，而无需外部电源。[12–16]到目前为止，Teng产生的功率已被用作可植入的医疗设备，发光二极管，液晶显示器，传感器和低功耗电子设备的能源。[11,17–20]考虑到自动高压和便携性，Teng可以被视为高压应用的理想驾驶源。在这项工作中，我们提出了一个基于锯齿的电极的Teng（SE-TENG），该Teng（SE-Teng）基于火花放电来产生超高功率输出，以直接驱动高压操作设备。接触两种不同的摩擦材料，然后
基于废旧塑料袋的摩擦纳米发电机应用研究及前景展望闫晓冉1,杨东方2,黄振兴3
1 青岛大学威海创新研究院电气工程学院，青岛 266000，中国 2 西安交通工程学院，西安 710300，中国 3 青岛海尔洗衣机有限公司，青岛 26000，中国 * 电子邮件：wkwj888@163.com 收稿日期：2022 年 9 月 13 日 / 接受日期：2022 年 11 月 13 日 / 发表日期：2022 年 11 月 30 日 塑料制品产量不断增加和回收利用不足，导致白色污染问题困扰全球，严重影响了生态环境、海洋生物和排水系统。此外，低功耗电子设备的广泛应用使功耗成为不可忽视的因素。因此，回收废弃的塑料袋作为摩擦纳米发电机（TENG）的摩擦材料，收集日常生活中的机械能并将其转化为持续稳定的电能，可以同时缓解白色污染和能耗两大问题。此外，利用TENG构建的自供电系统在驱动低功耗电子产品、环境监测、可穿戴设备等方面有着巨大的潜力。据此，本文概述了白色污染的概况、TENG的理论起源、工作原理和理论模型，分析了利用废旧塑料袋制造TENG的可行性，以及该自供电传感系统的应用进展，并对未来进行了展望。关键词：摩擦纳米发电机；自供电系统；废旧塑料袋；TENGs 1.引言
生物聚合物和植物电纳米生成剂（Tengs）的生物聚合物和仿生技术 由可调仿生离子极化诱导的软水凝胶中的巨型离子柔性
Triboelectric纳米生成器（Tengs）在为各种可穿戴设备获得可持续能源方面起着至关重要的作用。聚合物材料是量的重要组成部分。生物聚合物是适合Tengs的材料，因为它们具有降解性，自然采购和成本效果。在此，总结了常用生物聚合物和精心设计的仿生技术的最新进展。详细概述了天然橡胶，多糖，基于蛋白质的生物聚合物和其他常见的合成生物聚合物在Teng技术中的应用。根据其电力能力，极性变化和特定功能，讨论了每个生物聚合物的活性和功能层。还总结了特定生物聚合物的重要仿生策略和相关应用，以指导Teng的结构和功能设计。将来，对摩擦性生物聚合物的研究可能会着重于探索替代候选者，增强电荷密度和扩大功能。在本综述中提出了基于生物聚合物的tengs的各种可能应用。通过将生物聚合物和相关的仿生方法应用于Teng设备，Teng在医疗保健领域的应用，环境监测以及可穿戴/可植入的电子设备可以进一步促进。
研讨会公告
人类对卓越生活品质的不断追求是智能化和多功能智能家居系统不断发展的驱动力。随着人工智能 (AI) 和物联网 (IoT) 的快速发展，智能家居取得了长足的进步。然而，智能家居中应用的各种传感器的进一步发展受到大功耗的限制。基于纺织品的摩擦纳米发电机 (TENG) 因其多功能性和广泛的潜在应用范围而成为下一代可穿戴电子产品和智能家居的有希望的候选者。在此，我们提出了具有良好耐磨性和性能的基于纺织品的微结构 TENG。此外，我们将基于纺织品的微结构 TENG 与其他功能元素相结合，开发出智能袜子，用于传递用户身份、健康状况和活动的信息，并展示了一种人工智能厕所，以低成本和易于部署的软件提供更私密的方法。这种多功能可穿戴纺织系统推动了运动监测、医疗保健、身份识别和未来智能家居应用的实现。
成功合成的碳磁铁：双面“ Janus形”石墨烯纳米替烯
着：Shaotang歌曲，Yu Teng，Weichen Tang，Zhen Xu，Yuanyuan He，Jiawei Ruan，Takahiro Kojima，
纳米能量
这里我们报道了一种由聚二甲基硅氧烷（PDMS）、多壁碳纳米管（MWCNT）和钕铁硼微粒组成的柔性混合电磁-摩擦电纳米发电机。磁性导电的聚二甲基硅氧烷（MC-PDMS）足够柔软和灵活，可以通过胶带粘贴在不光滑的布料和人体皮肤上，甚至可以缝在织物上。它不仅可以作为EMG的柔性磁性聚合物，在铜线圈中提供电磁感应，还可以用作TENG 0 s电极，传导摩擦电。因此作为TENG，它产生的开路电压和短路电流峰峰值分别为103 V和7.6 μ A，最大功率密度在18.8 M Ω时为7.3 μ W/cm ^ 2。同时，作为EMG，其对应的峰峰值电压、电流和最大功率分别为1.37 V、1.03 mA和0.04 mW/cm ^ 2 (1 K Ω)。它可以在110 s内将10 μ F电容充电至3 V，优于TENG和EMG。此外，它可用于自供电3D轨迹感测，涉及线圈阵列上方高度信息检测的能力。该器件在可穿戴电子和人机领域的应用具有巨大潜力。
将系统工程实践嵌入系统工程课程
S. Gary Teng 博士是北卡罗来纳大学夏洛特分校系统工程与工程管理教授兼精益物流与工程系统中心主任。他拥有威斯康星州的 P.E.执照，并且是 ASQ 认证的质量工程师和可靠性工程师。他的研究兴趣包括工程系统设计、分析和管理、供应链管理、精益系统和风险管理。Teng 博士于 2012 年 6 月因其在工程管理教育方面的成就而获得 ASEE 工程管理部门的 Bernard R. Sarchet 奖。2009 年至 2012 年期间，他任职于北卡罗来纳州州长物流工作组。该工作组的使命是增强北卡罗来纳州高效且经济地运输货物、人员和信息的能力。
可拉伸、透气、稳定的无铅钙钛矿
可穿戴电子产品是一种新兴技术，它实现了日常电子设备的灵活性、可穿戴性和舒适性，可广泛应用于电子皮肤[1–4]、自供电传感器[5]和健康监测[6,7]等各种应用。尽管在开发多功能可穿戴设备方面已经取得了长足的进步，但电源仍然是一个难以解决的挑战。电池和超级电容器尽管具有良好的稳定性和效率，但仍然受到寿命、刚性、体积、封装和安全性等问题的限制。[8,9]作为未来自供电技术的潜在候选者，摩擦电和压电纳米发电机（TENG 和 PENG）能够从环境（风、雨和潮汐能）和人体运动（行走、跑步、拍手和弯肘）中获取机械能，并将其转化为电能为可穿戴设备供电。 [10–15] TENG通过摩擦起电和静电感应的耦合效应产生电能，而PENG则利用压电材料变形产生的偶极矩将机械能转化为电能。两者都是很有前途的能源技术，可以满足绿色能源和可持续发展的苛刻要求。然而，这两种技术也各有优缺点。例如，由于压电材料封装方便、结构灵活，PENG通常具有更好的电稳定性和操作灵活性，但其电输出相对较低。相反，TENG通常具有更高的电输出，但是它们的工作机制，例如垂直接触分离和横向滑动模式，需要两种不同材料的相对位移，这限制了设备的配置和应用场景。因此，一种混合型TENG和PENG能量收集器（TPENG）结合它们的优点，以获得更高的功率输出并适应不同的应用，是非常可取的。