壳聚糖/硫酸软骨素/ZnO摩擦纳米发电机

柔性环保，高压输出

利用天然生物材料的生物相容性，制备出可穿戴、自供电的传感器与能量收集器件。

Zehao, Jin · Lili, Wang · Qiyue, Gao · 冯伟 · 岳明 · 单小彪

Journal of Colloid and Interface Science 2024

具体参数

开路电压

{'zh': '105', 'en': '105'} V

短路电流

{'zh': '3.3', 'en': '3.3'} µA

技术优势

全天然生物材料

壳聚糖和硫酸软骨素为天然多糖，ZnO 为无机生物相容材料，器件整体具有生物相容性和环境友好性，适用于可穿戴和可植入场景。

柔性可打印

器件采用微电子印刷工艺制备，具有高柔性，可适应弯曲、拉伸等形变，便于大面积批量制造。

点亮 70 个 LED

无需外部电源，仅靠人体运动机械能即可驱动 70 个蓝色 LED，验证了其作为自供电能源的实用性。

分子间结合稳定

分子动力学计算证实壳聚糖与 ZnO 之间存在结合相互作用，有助于提升材料复合结构的稳定性与电输出。

应用场景

• 自供电传感器：无需电池即可将人体动作转化为电信号，实现自供电传感。
• 可穿戴能量收集：贴附于衣物或皮肤，收集日常活动机械能并转化为电能。
• 人体运动能量收集：握拳、挥手、转腕等动作即可产生强电信号，为小型电子供电。
• 柔性可穿戴电子：柔性薄膜结构可贴合人体曲面，集成到可穿戴电子系统中。