BZT/PDMS柔性摩擦电纳米发电机

功率密度 2.4 W m⁻²

基于3D打印图案化复合膜的摩擦纳米发电机，兼具高输出与触觉感知功能，可与机器学习集成实现材料识别。

Bingyu, Huang · Kailong, Xu · Xiaofei, Zhang · 张永成 · 龙云泽 · Shuzhi Sam, Ge · 魏相霞

Chemical Engineering Journal 2025

具体参数

开路电压

{'zh': '350', 'en': '350'} V

短路电流

{'zh': '4.9', 'en': '4.9'} µA

最大功率密度

{'zh': '2.4', 'en': '2.4'} W m⁻²

材料识别准确率

{'zh': '98.54', 'en': '98.54'} %

技术优势

输出功率密度高达2.4 W m⁻²

得益于BZT颗粒的掺杂和3D打印图案化结构，有效增加了摩擦接触面积和电荷捕获能力。

高准确率材料识别

集成机器学习算法后，触觉传感器能以98.54%的准确率识别不同材料，可用于智能机器人物体感知。

制备工艺简单且可图案化

采用直接墨水书写3D打印在常温下制备BZT/PDMS复合膜，无需复杂模具或后处理，并可定制图案以优化输出。

应用场景

• 自供电传感器：利用摩擦电效应将机械能转为电能，无需外部电源即可驱动传感，实现自供电监测。
• 触觉传感：通过接触带电产生的电压信号识别物体材质，可作为触觉感知元件用于电子皮肤。
• 柔性可穿戴电子：BZT/PDMS复合材料具有柔性，可贴附于人体，收集运动能量或作为自供电触觉传感器。
• 机器人触觉：集成机器学习后，传感器能以98.54%准确率识别材料，赋予机器人触觉感知能力。
• 电子皮肤：图案化复合膜兼具柔性和触觉传感功能，可模拟皮肤感知外界接触与材质。