拉胀结构压电纳米发电机

弯曲电压放大8.3倍

通过3D打印拉胀结构把弯曲变形转化为可控面内拉伸，从而利用3-1方向压电效应，大幅提高弯曲能量收集性能。

Zhou, Xinran · Kaushik, Parida · Chen, Jian · 熊佳庆 · Zihao, Zhou · Jiang, Feng · Yangyang, Xin · Magdassi, Shlomo · Lee, Pooi See

Advanced Energy Materials 2023

具体参数

弯曲输出电压提升倍数

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技术优势

弯曲发电提升8.3倍

拉胀结构的同向效应将弯曲转化为面内拉伸，激活3-1方向压电效应，使弯曲输出电压比无结构时提高8.3倍。

首次利用同向效应

在柔性能量收集器件中首次应用拉胀结构的同向效应，将此前无法利用的薄膜弯曲变形变成有效的能量来源。

弯曲角度直接可读

器件可作为传感器，直接输出与弯曲角度对应的电信号，安装于人体不同关节和软体机器人手指上即可监测运动。

应用场景

• 柔性可穿戴设备：贴附于服装或关节，从日常弯曲动作中收集能量，为可穿戴电子供电。
• 电子皮肤弯曲传感：作为电子皮肤感知弯曲角度，实现触觉或姿态反馈。
• 医疗康复监测：安装在康复患者关节处，实时监测活动角度和运动状态。
• 软体机器人关节传感：集成到软体机器人手指，提供弯曲角度反馈，实现精细控制。