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。
Triboelectric纳米生成器(Tengs)是多功能电子设备,用于环境能量收集和具有广泛潜在应用的自动性电子设备。Tengs的快速发展对传统电子设备的环境影响引起了极大的关注。在这种情况下,研究电子中合成和有毒物质的替代方法具有重要意义。在这篇综述中,我们专注于基于天然多糖材料的Tengs。首先,总结了和讨论了高性能tengs的工作机制和材料的一般概述。然后,回顾了2015年至2020年在文献中报告的基于多糖的tengs的最新进展以及其潜在的应用。在这里,我们的目的是将多糖聚合物作为绿色Tengs发展的有前途且可行的替代品,并应对回收电子垃圾的挑战。
抽象的摩擦电纳米生成剂(TENG)以其出色的能力来利用环境的机械能力而闻名,由于其成本效益,高输出和适应性,因此引起了极大的关注。本评论通过对涵盖结构,材料和自动传感系统的磁辅助tengs进行全面而深入的分析,提供了独特的观点。我们系统地总结了Tengs的磁辅助功能,包括系统刚度,混合电磁 - 三元电极的组件,传输和相互作用力。在材料域中,我们回顾了磁性纳米复合材料的掺入,以及基于铁氟利的TENG和微观结构验证,这些验证也已根据现有研究进行了汇总。此外,我们深入研究了磁性辅助tengs中物理量传感和人机界面的研究进度。我们的分析强调,磁辅助超出了磁场下的排斥力和吸力,从而在改善tengs的输出性能和环境适应性方面发挥了多方面的作用。最后,我们提出了普遍的挑战,并提供了对磁辅助Tengs开发的未来轨迹的见解。
摘要 机械能因其丰富性而成为一种很有前途的环境能源。摩擦纳米发电机 (TENG) 是一种基于接触起电的有效机械能收集方法。现有的液体基 TENG 可以在不损坏表面的情况下稳定运行;然而,这些 TENG 的输出比固体基 TENG 小得多。值得注意的是,液体直接接触导电材料的液体基 TENG 可以产生超过几 mA 的电流。然而,液体储存器必须具有足够的体积,并且必须提供足够的空间让液体移动以产生电输出。为了确保紧凑轻巧的设计并在低输入频率范围内产生电输出,我们推出了一种移动棒式水基 TENG (MSW-TENG)。所提出的 MSW-TENG 可以分别产生高达 710 V 和 2.9 mA 的开路电压和闭路电流,并可用作自供电安全装置。本研究的结果可以促进TENG在日常应用中的实现。
2012 年,第一篇摩擦纳米发电机 (TENG) 论文发表,距今已有近十年,本综述简要概述了将 TENG 技术应用于关键可持续和可再生能源应用的最新技术进展。本文研究了 TENG 在可穿戴设备、波浪、风能和运输等四个关键领域的应用进展。自诞生以来,TENG 取得了巨大进步,并开发了将其应用于大量免费动能来源的方法。然而,与其他形式的能源生产相比,电力输出仍然很低(大多低于 500 W/m 2),未来的主要挑战似乎是进一步提高输出功率和电流、经济地制造先进的 TENG 以及设计 TENG 以在各种实际环境中终身使用。最后,它讨论了在这些应用领域充分发挥 TENG 潜力所面临的紧迫挑战,特别是从材料和制造的角度来看。需要指出的是,要实现基于 TENG 的设备大规模生产,还需要进行大量的研究和开发。 TENG 将在物联网 (IoT)、人机界面、机器学习应用和“净零排放”技术的未来发展中发挥重要作用。
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
抽象的摩擦电纳米生成剂(Tengs)站在能量收集创新的最前沿,通过扭矩电信和静电诱导将机械能转化为电力。这项开创性的技术解决了对可持续和可再生能源解决方案的迫切需求,为自动系统开辟了新的途径。尽管有潜力,但Tengs仍面临挑战,例如材料优化,以增强摩擦电效应,可伸缩性和在各种条件下提高转化效率。耐用性和环境稳定性也构成了重大障碍,需要对更弹性的系统进行进一步的研究。自然启发的Teng设计通过模拟生物学过程和结构(例如植物的能量机制和动物皮肤的质感表面)提供了有希望的解决方案。这种仿生方法已导致材料特性,结构设计和整体性能的显着改善,包括提高能量转换效率和环境鲁棒性。对生物启发的Tengs的探索已解锁了能源收集,自动传感和可穿戴电子产品的新可能性,强调通过创新设计降低能耗和提高效率。本综述封装了自然界中的挑战和进步,激发了滕斯的启发,强调了仿生原理的整合以克服当前的局限性。通过专注于增强电气性能,生物降解性和自我修复功能,自然启发了Tengs为更可持续和多功能的能源解决方案铺平了道路。
抽象的生态智能城市遵循生态原则,利用智能信息技术(物联网,人工intel-ligence,云计算),以信息化的形式建立一个高效,和谐,弹性,可持续的可居住环境。Triboelectric纳米生成器(TENGS)提供了自动化,负担得起,可定制和多幕科应用程序的好处。研究表明,Tengs在支持数字化,智力化和可持续的城市服务方面处于良好状态,因为它们已被反复证明是可再生能源提供者和自动动力传感器。在此评估中,研究了过去两年中Tengs技术在Eco-Smart Cit中的最新应用,包括可再生能源供应(水,风,风,太阳能和雨滴能源等)。),人与机器互动,智能医疗保健,智能运输,智能农业,智能工业和智能环境保护。还有其他草图,涉及teng Materimans,架构,工作模式和接触模式,以服务于生态智能城市的各种生活用法场景。本综述将促进和普及在智能生态城市中腾的利用,并为未来的智能城市和生态城市提供其建设的指导。
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。
抽象可穿戴的生物电子设备正在迅速发展到小型化和多功能性,具有弹性和舒适性等显着特征。但是,为可穿戴生物电子设备实现可持续的电源仍然是一个巨大的挑战。Triboelectric纳米生成剂(TENGS)通过将不规则的低频生物能源从人体转化为电能,从而提供了有效的解决方案。除了可持续的可穿戴生物电子药物外,收获的电能还提供了丰富的人体感测信息。在此转换过程中,材料的选择在影响tengs的输出性能中起着至关重要的作用。在各种材料中,有机硅橡胶(SR)由于其出色的可塑性,灵活性,舒适性和其他有利的特性而脱颖而出。此外,通过适当的治疗,SR可以实现极端功能,例如稳健性,良好的稳定性,自我修复能力,快速响应等等。在这篇综述中,系统地审查了基于可穿戴SR的Tengs(SR-Tengs)的最新进展,重点是他们在人体不同部位的应用。鉴于SR-Tengs的制造方法在很大程度上决定了其输出性能和敏感性,因此本文介绍了SR-Tengs的设计,包括材料选择,过程调制和结构优化。此外,本文讨论了当前
