La Academia de Ciencias de China desarrolló con éxito generadores de nano-fricción de alta transparencia, alta elasticidad y similares a la piel

- Nov 21, 2018-

La Academia de Ciencias de China desarrolló con éxito generadores de nano-fricción de alta transparencia, alta elasticidad y similares a la piel

En los últimos años, con la proliferación de varios productos funcionales revolucionarios, como transistores flexibles / circuitos integrados, dispositivos optoelectrónicos estirables, pantallas plegables y fundas electrónicas, los productos electrónicos flexibles / estirables se han desarrollado rápidamente.

Estos productos imponen mayores exigencias a sus equipos energizantes y se espera que tengan una flexibilidad y capacidad de estiramiento considerables. Sin embargo, pocos dispositivos de energía pueden lograr flexibilidad, transparencia y capacidad de estiramiento al mismo tiempo. Además, el creciente mercado de productos electrónicos portátiles y productos electrónicos implantables requiere que sus dispositivos de energía agregada tengan una buena biocompatibilidad además de flexibilidad y capacidad de estiramiento.

Los generadores electromagnéticos convencionales son difíciles de lograr, y recientemente el nanogenerador de fricción (TENG) de rápido desarrollo puede cumplir con los requisitos anteriores de equipos electrónicos flexibles. Recientemente, los nanogeneradores de fricción estirables se han hecho principalmente de polímeros conductores reforzados con redes conductoras como nanotubos de carbono, grafeno y nanocables de plata. Sin embargo, tales materiales tienen una capacidad de estiramiento limitada y son difíciles de lograr una alta transparencia. En contraste, los hidrogeles compuestos de una red de polímeros hidrófilos y una solución iónica acuosa o acuosa pueden lograr simultáneamente transparencia, suavidad, biocompatibilidad y capacidad de estiramiento, lo que los hace ideales para desarrollar nanogeneradores de fricción flexibles.

Bajo la guía conjunta del académico Wang Zhonglin y el investigador Hu Weiguo del Instituto de Nanoenergía y Sistemas de Beijing, Academia China de Ciencias, investigadores del Instituto de Nano Energía y Sistemas de Beijing, Pu Xiong, combinaron el elastómero y el hidrogel iónico para desarrollar a estrenar El generador de nano-fricción similar a la piel (STENG), que por primera vez logra una alta transparencia (transmisión de luz promedio, luz visible 96.2%) y una capacidad de estiramiento ultra alta (tensión uniaxial, 1160%), al tiempo que permite la energía biomecánica Colección, percepción táctil y otras funciones. Este trabajo proporciona una nueva perspectiva para el estudio de dispositivos de energía estirables y transparentes y piel electrónica flexible, y los resultados se publican en Science Advances (DOI: 10.1126 / sciadv.1700015).

Este STENG es capaz de generar un voltaje de circuito abierto de hasta 145 voltios con una densidad de potencia instantánea de 35 mW / m2. STENG tiene una amplia perspectiva de mercado. Debido a que el material está hecho de hidrogel biocompatible, puede adherirse directamente a la piel del cuerpo humano e impulsar muchos productos electrónicos portátiles, como LED y relojes electrónicos. Este estudio propuso por primera vez un STENG con elasticidad y transparencia ultra altas. Debido a su alta transparencia, no interfiere con la transmisión de información óptica y, al mismo tiempo, combina la captación de energía y la detección táctil. Por lo tanto, en la piel artificial inteligente, robot de software autoimpulsado, aplicaciones potenciales en pantallas flexibles y electrónica portátil.

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