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使用压电将声音转换为电能...
1硕士，科学与计算机研究学院，CMR大学，班加罗尔，卡纳塔克邦2 2号科学与计算机研究学院副教授，CMR大学，班加罗尔，卡纳塔克邦，卡纳塔克邦摘要，每天都有能源需求和环境问题的增加，需要可持续的替代方法。噪声污染一直是要担心的话题。因此，我们通过使用压电传感器将其转换为电能来利用噪声或声音。压电传感器使用压电效果将机械能将声波转化为电能。这项技术的潜在应用很多，包括从交通噪音，音乐甚至心跳收获能量。使用了压电能量收集传感器氟化物（PVDF）和锆甲酸铅（PZT）的研究。这些研究中实现的最大功率输出在0.77兆瓦至51.6兆瓦之间变化，具体取决于能量收割机的轮廓和所使用的声源的类型。使用压电传感器进行能源收集具有很大的潜力，可以从环境音源产生可再生能源。关键字：piezoelectric;聚偏二氟；铅锆钛酸铅；可再生能源；环境音源。引言压电材料自19世纪后期以来就以机械应力发电能力而闻名。最近，人们越来越关注使用压电传感器，从包括声波在内的环境机械振动中收集能量。在这项技术的帮助下，有可能提供可再生和可持续的能源，尤其是在噪声污染很高的城市环境中。压电能量收割机背后的基本概念是通过利用压电的材料将机械能（例如声波）转换为电能。当您施加压力（例如声波产生的振动）时，将产生电荷。该电荷可以被捕获并用于电动设备。最近的研究已研究了使用压电传感器从声波收集能量的潜力。这些查询涉及各种元素，例如选择压电材料的选择，能量收割机的构型以及声波的特征，涵盖了频率和振幅。这项研究的目的是微调压电能量收割机的设计以适合特定应用，例如从交通噪声，乐器甚至人体运动中提取能量。本质上，目的是为各种环境优化这些设备。更广泛的目标是建立压电传感器，作为从声波中收集能量的可靠方法，提供可持续和可再生能源。这具有巨大的希望，尤其是在有一个
利用热电发电机为可穿戴健康监测传感器供电的能量收集面罩
简介：近几十年来，人们对可穿戴设备的兴趣与日俱增，因为它们能够远程实时监测患者的生命体征 [1]。大多数可穿戴设备的功能仅依赖于电池供电。为了解决这一限制，必须开发出对可穿戴设备非常高效的能量收集系统 [2]。能量收集是收集、转换和输送任何设备可用能量的系统过程。近年来，研究人员已经展示了各种类型的机械能量收集器作为可穿戴平台，包括高度可拉伸的压电能量收集器 [3, 4]、柔性压电纳米发电机 [5, 6] 和基于皮肤的摩擦电纳米发电机 [7]。此外，热能也可以成为可穿戴能量收集应用的可靠来源，因为它的温度恒定在 37°C 左右 [2]。热电发电机 (TEG) 的工作原理是塞贝克效应，可以有效地将设备热侧和冷侧之间的热梯度转换为电能 [8, 9, 27]。人体是一个持续的热量发生器，人体和周围环境之间通常存在温差 [10]。较低的环境温度、空气对流或佩戴者活动较多可以显著增加所收集的能量 [11]。如果 TEG 可以收集人体释放的所有热量（根据身体活动不同，热量范围从 60 到 180 W），则产生的功率将在 0.6–1.8 W 左右 [12]。这个功率足以为许多可穿戴传感器提供能量。近年来，还开发了柔性 TEG，例如 Ren 等人报道的自修复 TEG 系统 [13]。可穿戴热电技术的显著现代应用包括但不限于手表式热电和血氧仪、柔性热电心电图检测器、热电助听器、温度检测设备和智能服装系统 [14]。可穿戴和可植入设备领域（包括生物医学传感器）因其在健康监测、疾病预防、诊断和治疗中的关键应用而引起了人们的极大兴趣 [15]。研究人员展示的可穿戴生物医学传感器技术的最新进展包括但不限于被动无线呼吸传感器、耳内脑电图系统和用于闭环深部脑刺激的无线唤醒/睡眠识别腕带 [16–18]。然而，电池的有限容量和相当大的物理尺寸分别对其寿命和整体尺寸造成了限制。Dagdeviren 等人（2017 年） [19] 和 Zhang 等人（2018 年） [20]。 （2021）[20] 表明从生物体中获取能量是一个可行的解决方案，主要强调自供电生物医学设备的开发。
静电纺丝技术的进步与创新
纤维因其优异的拉伸性、透气性和高孔隙率而在诸多领域具有广泛的应用前景。人们已经开发出许多方法来使用各种材料来生产合成纤维，其中，静电纺丝是一种广泛使用且有效的生产微纳米级纤维（纤维直径范围从 2 纳米到几微米）的方法[5]。除静电纺丝外，大多数其他传统的纤维生产方法，如湿纺和干纺、拖曳纺丝、凝胶纺丝和三维 (3D) 打印，都仅依靠机械拉伸或剪切应力来拉伸和变细纤维射流；因此，它们通常很难在不导致纤维断裂的情况下生产出纤维直径小于 10 毫米的超薄纤维[6]。静电纺丝利用强静电力将聚合物溶液或熔体拉伸成细射流，最终形成微/纳米纤维沉积。这种现象最早在一个多世纪前被发现和描述 [ 7 ]，但直到 20 世纪初，“静电纺丝”一词才正式提出 [ 8 ]。从那时起，关于这种用途广泛且简单的纤维生产技术的研究一直在显着增长 [ 9 ]。随着材料科学和纳米技术的最新发展，新材料已与静电纺丝技术相结合，例如导电材料、能量产生材料以及生物相容性和生物活性材料。利用这些新材料功能化的电纺微/纳米纤维不仅保留了超薄纤维的物理优点，例如高长宽比、柔韧性、方向性和高孔隙率，而且还开辟了新颖的纤维和纺织设备配置和应用。例如，压电聚合物的使用使一系列本质上灵活和透明的能量收集器和自供电传感器成为可能[10，11]。用聚合物和金属或陶瓷制成的复合材料纤维在新型传感和光电设备中显示出良好的应用潜力[12，13]。同时，这些新兴应用要求对电纺纤维的形貌和图案进行更精确、更方便和定制化的控制。因此，人们努力改进和调整静电纺丝装置和工作条件，并将纤维纺丝与其他先进加工技术（如 3D 打印和微流体）相结合。本章旨在全面描述静电纺丝的最新创新和技术进步。为了让不熟悉静电纺丝的读者有效地阅读本章，我们在开头简要介绍了静电纺丝的物理原理和基本装置设计，然后讨论了