软体机器人领域发展迅速,其目标是创造出机械柔顺性更强、功能更全、与人类交互更安全的机器人 [1]。为了实现这一目标,研究人员开发出了与传统机器人部件类似的柔性部件,用于传感 [2]、[3]、驱动 [4] 和计算 [5]。一部分软体机器人利用电磁力实现驱动 [6]–[8]。许多研究人员将磁性粒子嵌入有机硅弹性体中,制成可通过外部磁场 [9]–[12] 或局部磁场 [13]、[14] 驱动的软磁复合材料。Kohls 等人设计了一种带有液态金属线圈和软磁复合材料的软电磁铁 [15],然后将这项工作扩展为生产全软电动机 [16]。Li 等人引入了磁性油灰作为软体机器人的可重新编程、自修复建筑材料 [17]。为了替代耗电的电磁铁,机器人专家使用了电永磁体 [18]。电永磁体由两个磁化强度相同但矫顽力不同的永磁体组成 [19]。导电线圈缠绕在磁体周围,使得短暂的电流脉冲可以产生足够强的磁场来反转低矫顽力磁体的磁化,但不足以影响高矫顽力磁体。因此,通过选择性地反转低矫顽力磁体的极性,可以打开(非零净磁化)或关闭(中性净磁化)。与持续吸取电流的电磁铁相比,电永磁体仅在切换状态时短暂消耗能量;永磁体即使在开启状态下也不会消耗电能 [20]。
图 3 (a) 基于皱纹石墨烯-AuNPs 混合结构的光电探测器集成在隐形眼镜上及其光响应。[31] 经皇家化学学会许可转载。(b) 当激光点照射电极之间的 rGO 区域时,会发生光伏响应,并且与激光点的位置有关。[32] 经 Springer Nature Limited 许可转载。(c) 用半导体量子点光电探测器敏化的柔性石墨烯的摄影图像和示意图。(d) 基于光电探测器的反射模式和透射模式 PPG 的光电容积图 (PPG) 的示意图和 (e) 摄影图像。(f) 光电探测器透射和反射模式的归一化 PPG 结果。[36] 经美国科学促进会许可转载。 (g)由五苯有机半导体、金纳米粒子(AuNPs)构成的柔性石墨烯光电探测器的示意图和照片图像。(h)石墨烯光电探测器的存储性能。[33] 经美国化学学会许可转载,版权所有。(i)柔性石墨烯/钙钛矿光电探测器阵列(24×24像素)的示意图和照片图像。(j)用于颜色辨别的柔性石墨烯/钙钛矿光电探测器图像传感器的示意图和相应的输出图像。[34] 经中国科学出版社许可转载。
在当今世界,家庭和工业对能源的需求似乎越来越大,它们需要随时储存和输送极端能源。现有的能源生产面临一些问题,如环境污染加剧和化石燃料消耗。可再生能源也不可能全年使用,因此有必要开发清洁、高效、安全且经济先进的能源储存方法。为了克服这些后果,传统方法是混合储存方法,如电池、燃料电池和超级电容器 (SC)。超级电容器是一种新兴且发展迅速的电能储存技术,与替代能源储存相比,它具有显著的稳健性和效率优势。超级电容器具有非常高的容量和低内阻,与电池相比,能够以相对较大的速率储存和输送能量。在超级电容器中,有扁平(柔性)和圆柱形两种类型,圆柱形类型成本效益高但占用更多体积和面积,不适合UPS、GPS跟踪系统、医疗设备电动汽车等少数应用。与圆柱形类型相比,柔性类型具有容量更大、能量密度更高、更耐用、占用体积更小、材料更少、表面积大、重量更轻、成本更低等特点,所以柔性类型比圆柱形更好。当前的问题很重要,因为未来主要取决于混合储能设备来储存电能并在需要时释放。解决这个问题可以生产出复杂的储能设备,消除现有的挑战并改善参数,例如低电池电压、高自放电率、更大体积、更高成本、更低能量密度和占用更大面积。解决这个问题有助于带来好处,设备价格实惠,重量尽可能轻,表面积更大,效率更高,生产成本最低,能量密度更高,功率密度大,比电容高,充电和放电率更快,工作温度范围宽,电池电压更高。主题: 储能技术概述 储能集成 储能与电动汽车集成 热能存储和氢能存储 超级电容器 太阳能存储重点领域:柔性超级电容器、锂、钠离子电池和 Pd-H 体系的储能材料设计新方法
Heeger,MacDiarmid和Shirakawa等人发现导电聚乙炔。在1977年开设了一个新时代,这使他们因“导电聚合物的发现和开发”而获得了2000年诺贝尔化学奖。[1]在1987年,Tang和Vanslyke报告了砂含量的电致发光装置结构,代表了有机电子领域的里程碑。[2]在1990年,朋友,福尔摩斯,布拉德利及其来自剑桥大学的梅尔维尔实验室和梅尔维尔实验室的同事开发了其基于聚合物的电动发光设备,该设备被广泛认为是打开塑料电子设备的门。[3]从那时起,基于导电聚合物的有机发光二极管(OLED),有机光伏(OPV),有机场效应晶体效应(OFET)和有机固态激光器(OSSL)的技术一直非常迅速地推动。随着大量信息电子设备的灵活性,灵活的电子设备已成为现实。在过去的十年中,灵活的电子研究经历了快速增长,这也是由便携式和可穿戴仪器的功能驱动的。灵活的电子设备是一种猖ramp的技术发明,可重新使用软电介电和导电材料,它由于其出色的光电特性,例如电导率,opti-cal吸光度和载体和载体运输以及有吸引力的机械性能,包括灵活性,不良能力和溶液的制造,因此鼓励使用聚合物。核心组件的柔性设计在开发柔性电子设备方面起着至关重要的作用。灵活的电子设备被认为是基于开拓和跨学科研究的破坏性技术,它可以破坏基于经典硅电子产品的内在局限性。这可以为Ingration设计,能源革命,医疗技术变化开放创新的前景,从而为未来通过自我依赖的创新提供了重要的机会。柔性电子产品的优越性首先归因于对电子元素的性能的最终追求。灵活电子设备的关注问题通常是最佳光电特性和设备灵活性之间的权衡。出于织物的目的 - 高性能有机柔性设备,已经探索了不同的方法,主要集中在以下四个方面:a)内在灵活的有机成分(半导体,电极,绝缘体和底座),b)设备工程,c)c) - c)构造的构造技术和d)。具有内在灵活性的聚体用于构建灵活性
由于空间内的活动,声学柔性实验室自然是非常嘈杂的空间。在墙壁和天花板上安装吸音板,以降低噪音并减少声音向相邻空间的传播。当机床和 CNC 实验室与声学敏感空间相邻时,外墙的 STC 等级至少应为 50。机械电力应通过架空母线槽提供,以留出未来的灵活性。压缩空气、气体和水最好分布在架空位置,以便重新配置。某些设备可能需要蒸馏水/反渗透水供应。在规划未来灵活性的同时,逐个项目验证具体需求。
1 菲律宾达沃雅典耀大学工程与建筑学院电子工程系,达沃市,8016 2 弗吉尼亚理工学院暨州立大学工程学院工程教育系,弗吉尼亚州布莱克斯堡,24061 3 巴丹半岛州立大学增材制造、先进材料和先进制造 (DR3AM) 中心/工业工程系设计、研究和推广,巴丹半岛州立大学,巴丹巴兰加市,2100 菲律宾 4 亚当森大学工程学院机械工程系,马尼拉 1000 菲律宾 5 凯斯西储大学工程学院大分子科学与工程系,俄亥俄州克利夫兰,44106 美美国田纳西州里奇 37830
随着物联网 (IoT) 的快速发展和 5G 的引入,传统的硅基电子产品已无法完全满足市场需求,例如由于机械不匹配导致的非平面应用环境。这为使用柔性材料避免物理刚性的柔性电子产品带来了前所未有的可能性。丝素蛋白、纤维素、果胶、壳聚糖和黑色素因其出色的生物相容性和生物降解性而成为下一代柔性电子产品最有吸引力的材料之一。丝素蛋白在生物相容性和生物降解性方面优于它们,并且还具有多种其他理想特性,例如可调节的水溶性、出色的光学透射率、高机械弹性、重量轻和易于加工,而这些特性是其他材料部分或完全不具备的。因此,丝素蛋白已成为生物相容性柔性电子产品最广泛使用的构建块之一,尤其是用于可穿戴和可植入设备。此外,近年来,丝素蛋白的功能特性研究也越来越受到重视,如介电特性、压电特性、高失电子倾向性、环境敏感性等。本文不仅介绍了不同种类丝素蛋白的制备技术以及丝素蛋白作为基础材料应用的最新进展,还介绍了丝素蛋白作为功能元件的最新进展。本文还对丝素蛋白基柔性电子产品面临的挑战和未来发展进行了探讨。
随着柔性和可穿戴电子产品的快速发展,寻找可靠、安全、高能量的可充电柔性电池 (FB) 成为近年来的研究热点。尽管业界展示了一些 FB 原型,学术界报道的出版物数量也在迅速增加,但大多数演示都是在实验室规模上进行的,仍然很难找到该技术在市场上的真正应用。这一观点旨在讨论和分析将 FB 推向商业可行水平的关键指标,包括能量密度、灵活性和安全性,特别关注文献中报道最多的锂电池和锌电池。我们首先将现有锂基和锌基 FB 的 FB 品质因数 (fb FOM) 与市场应用的要求进行比较。然后,我们分析最理想的高灵活性电池配置,然后系统地讨论高能量密度 FB 的特性和材料选择。第三,我们讨论实现