AEM：3D打印伸展結(jié)構(gòu)輔助的壓電能量采集與傳感

來源：奇物論

可穿戴電子系統(tǒng)的快速發(fā)展需要一種可持續(xù)的能源，這種能源可以從周圍環(huán)境中獲取能量，并且不需要頻繁充電。聚合物壓電薄膜具有良好的柔性、良好的壓電性和與環(huán)境無關(guān)的穩(wěn)定性能，是制備從環(huán)境中獲取機械能的壓電納米發(fā)電機的理想候選材料。然而，由于分子的極化和不可伸縮性，它們的應(yīng)用大多局限于基于3-3向壓電效應(yīng)的壓模能量采集。

在本工作中，南洋理工大學Pooi See Lee通過在基于聚合物薄膜的PENG上3D打印伸展結(jié)構(gòu)，可以將PENG的彎曲變形轉(zhuǎn)化為良好控制的面內(nèi)拉伸變形，從而實現(xiàn)3-1方向的壓電效應(yīng)。

文章要點
1）伸展結(jié)構(gòu)的同向碎裂效應(yīng)首次應(yīng)用于柔性能量收集裝置，使薄膜上先前未被利用的彎曲變形成為一種有價值的能量收集裝置，使PENG的彎曲輸出電壓提高了8.3倍。

2）伸展結(jié)構(gòu)輔助的彭也被展示為一種傳感器，通過安裝在人體的不同關(guān)節(jié)和軟機器人手指上來感知彎曲角度并監(jiān)控運動。

參考文獻
Xinran Zhou, et al, 3D Printed Auxetic Structure-Assisted Piezoelectric Energy Harvesting and Sensing, Adv. Energy Mater. 2023, 2301159
DOI: 10.1002/aenm.202301159
https://doi.org/10.1002/aenm.202301159