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。
图3。接触过程中不同材料之间电子结构的简化示意图; a)两种金属,从较低的能量金属可以容纳来自较高能量金属的电子; b)金属和绝缘子,那里没有一个可以使电子的自由状态满足,因此只有通过隧穿才能将电子转移到绝缘体(或通过热激发过程); c)在金属和缺陷的绝缘子之间,原子缺陷使可用的电子状态发生电子传输。d&e)显示d)陶瓷的原理图;和e)聚合物键合网络;左)原始晶格;右)由于在陶瓷网络中引起的缺陷,该晶格通过多原子协调的键合网络维持,而在聚合物中,一维键网网络被损坏,可能导致传质。
由于腿部机器人的出色机动性和障碍物越过障碍物,因此有可能替换自主腿攀岩机器人的手动检查外部板外板。但是,当磁吸附腿壁攀爬机器人在墙壁的凸点或凸线上的步骤,甚至当机器人失误时,机器人可能会从铁磁壁上脱离。因此,本文提出了一个触觉传感器,用于腿部磁吸附壁式机器人,以检测磁吸附状态并提高机器人自主爬行的安全性。触觉传感器主要包括三维(3D)打印的外壳,触觉滑块和三个等轴测传感单元,并具有优化的几何形状。该实验表明,摩擦电触觉传感器可以监视触觉滑块的滑动深度并控制发光设备(LED)信号光。此外,在检测机器人脚吸附状态的演示实验中,摩洛电触觉传感器对各种铁磁壁表面具有很强的适应性。最后,这项研究建立了一个机器人步态控制系统,以验证摩擦电触觉传感器的反馈控制能力。结果表明,配备了摩擦式触觉传感器的机器人可以识别爬行墙上的危险区域,并自主避免这种风险。因此,拟议的Triboelectric触觉传感器在实现机器人的触觉能力以及增强超大船的安全性和智能检查方面具有巨大的潜力。
摘要运输领域在社会发展中起着至关重要的作用。至关重要的是建立一个智能运输系统以提高人类生活的便利性和安全性。将人工智能和物联网纳入交通系统已经促进了创新技术的出现,例如自动驾驶汽车或无人驾驶飞机,这有助于减少交通事故和人类驾驶时间的解放。但是,这种改进涉及使用需要外部功率来源的多个传感器设备。结果,污染发生,制造成本的增加也是如此。因此,发展可持续能源的追求仍然是一个巨大的障碍。Triboelectric纳米生成剂(Tengs)已成为解决此问题的可能解决方案,这是由于其出色的性能和简单的设计。本文探讨了基于Teng的自动传感器及其在运输领域的潜在应用。此外,为这项研究收集的数据可能会帮助读者增强他们对使用这些技术促进其创造力相关的收益的理解。
Triboelectric纳米生成器(Teng)脱颖而出,是可穿戴应用最有希望的新兴可再生能源收集技术之一。11此类设备能够利用各种形式的机械能,例如振动,压力和旋转,并将其转化为电。12 - 15托架电荷建立在表面上,在机械应力或变形下,具有不同电子亲和力的两种不同材料会导致两种电极之间的电势差,并且可以直接用于电源范围,以供电,例如LED或MINI手表。16,17此外,产生的电力可以存储在电化学电池或超级电容器中,从而使各种端口设备的运行。最近出现了18种基于纺织品的Tengs作为电子纹理应用的自源来源,由于其轻巧,柔性和可穿戴的性质而引起了相当大的关注。19 - 21但是,它们的低功率发电能力表明了足够的功能,以进一步开发为可穿戴的电子纹理创造自给自足的功率来源。22
Triboelectric纳米生成器(Teng)脱颖而出,是可穿戴应用最有希望的新兴可再生能源收集技术之一。11此类设备能够利用各种形式的机械能,例如振动,压力和旋转,并将其转化为电。12 - 15托架电荷建立在表面上,在机械应力或变形下,具有不同电子亲和力的两种不同材料会导致两种电极之间的电势差,并且可以直接用于电源范围,以供电,例如LED或MINI手表。16,17此外,产生的电力可以存储在电化学电池或超级电容器中,从而使各种端口设备的运行。最近出现了18种基于纺织品的Tengs作为电子纹理应用的自源来源,由于其轻巧,柔性和可穿戴的性质而引起了相当大的关注。19 - 21但是,它们的低功率发电能力表明了足够的功能,以进一步开发为可穿戴的电子纹理创造自给自足的功率来源。22
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。
摘要:振动产生的机械能广泛存在于周围环境中。可以使用摩擦发电机有效地收集这些能量。然而,由于带宽有限,收集器的效率受到限制。为此,本文对变频能量收集器进行了全面的理论和实验研究,该收集器集成了基于振动冲击摩擦电的收集器和磁非线性,以增加工作带宽并提高传统摩擦电收集器的效率。带有尖端磁铁的悬臂梁与另一个极性相同的固定磁铁对齐,以产生非线性磁排斥力。通过利用尖端磁铁的下表面作为收集器的顶部电极,将摩擦电收集器集成到系统中,而将附有聚二甲基硅氧烷绝缘体的底部电极放置在下方。进行了数值模拟以检查磁体形成的势阱的影响。讨论了结构在不同激励水平、分离距离和表面电荷密度下的静态和动态行为。为了开发具有宽带宽的变频系统,通过改变两个磁体之间的距离来改变系统的固有频率,以减小或放大磁力,从而实现单稳态或双稳态振荡。当系统受到振动激励时,梁会振动,从而导致摩擦电层之间产生撞击。收集器电极之间的周期性接触-分离运动会产生交变电信号。我们的理论发现得到了实验验证。本研究的结果有可能为开发有效的能量收集器铺平道路,该收集器能够在广泛的激励频率范围内从环境振动中获取能量。与传统能量收集器相比,在阈值距离处发现频率带宽增加了 120%。非线性冲击驱动的摩擦电能量收集器可以有效拓宽工作频率带宽并增强收集的能量。
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。
1马德里材料科学研究所(ICMM)。 janon14 @@ ucm.s(J.G.); hamorin@icmm.sic.s(H.A.)。材料,葡萄牙大街大学; vanovmaximem@ua.p.p); pcferreira@ua。); Paula* B.W.智能系统组。
