science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Chinees team ontwikkelt huidachtige tribo-elektrische nanogenerator

Een transparante elektronische huid voor tactiele detectie. Krediet:Xiong Pu

(Phys.org) - Een team van onderzoekers van het National Center for Nanoscience and Technology in China heeft een zogenaamde huidachtige tribo-elektrische nanogenerator (STENG) ontwikkeld. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang , de groep beschrijft de nanogenerator die ze hebben gebouwd en geeft suggesties voor het gebruik ervan.

Voorafgaand onderzoek leidde tot de constructie van TENG-apparaten die elektriciteit opwekken door materialen samen te drukken en uit elkaar te halen, het creëren van een elektrostatische lading. In deze nieuwe poging de onderzoekers plaatsten een S voor de naam van hun TENG-apparaat om de gelijkenis met de menselijke huid te benadrukken.

Om het nieuwe apparaat te maken, de groep mengde een elastomeer met een ionische hydrogel om een ​​materiaal te creëren dat zowel flexibel als bijna transparant is. In tegenstelling tot andere TENG-apparaten, het elastomeer kan worden gebruikt als de laag die wordt geëlektrificeerd, terwijl de hydrogel als de elektrode kan werken. Dit zorgde voor veel betere rekmogelijkheden - het team meldt een verbetering van 1000 procent ten opzichte van andere TENG's.

De onderzoekers melden dat het materiaal ook bijna helder is, waardoor 96,2 procent van het licht er doorheen kan gaan - dit, Ze stellen voor, maakt het nuttig voor apparaten die de overdracht van optische gegevens vereisen. De nanogenerator kon goed blijven functioneren bij temperaturen tot 30° C, en met een luchtvochtigheid van wel 30 procent. Testen toonden aan dat het materiaal tot 145 volt kon produceren en een vermogensdichtheid van 35 milliwatt per vierkante meter had wanneer het werd geconfigureerd als een open circuit. Het team merkt ook op dat alle materialen die worden gebruikt om het apparaat te maken goedkoop zijn, licht en gemakkelijk verkrijgbaar.

Handtappende energiewinning van een VHB-STENG in de begintoestand. Krediet:Pu et al. 2017;3:e1700015

Als eindproduct, de STENG kan worden gebruikt om aan huid of kleding te hechten om elektriciteit op te wekken voor kleine apparaten zoals telefoons of muziekspelers. Omdat het in verschillende vormen kan worden gemaakt, het kan ook in andere configuraties worden gebruikt, zoals de binnenkant van een schoen, waar het elektriciteit zou kunnen opwekken door gebruik te maken van de voetdruk tegen de binnenzool. De onderzoekers merken op dat het mogelijk ook kan worden gebruikt in toepassingen waarbij tikken, of zelfs in zelfaangedreven robots.

Handtappende energiewinning van een VHB-STENG in uitgerekte toestand. Krediet:Pu et al. 2017;3:e1700015
Een LCD-scherm van stroom voorzien door een transparante VHB-STENG. Krediet:Pu et al. 2017;3:e1700015
Een elektronisch horloge van stroom voorzien met de energie die wordt omgezet door met de hand te tikken door een PDMS-STENG. Krediet:Pu et al. 2017;3:e1700015

Een circulaire zachte en transparante tribo-elektrische nanogenerator. Krediet:Xiong Pu

© 2017 Fys.org