中国科学院纳米科学卓越中心、中国科学院北京纳米能源与系统研究所、北京市微纳能源与传感器重点实验室的研究人员开发了一种可穿戴可持续能量收集-存储混合自充电设备设备。动力纺织。该织物由同轴纤维聚乳酸/还原氧化石墨烯/聚吡咯摩擦纳米发电机和同轴纤维超级电容器组成，在人体运动过程中收集低频和随机能量作为发电单元，并将功能化的湿纺氧化石墨烯加载成能量。纤维可以用能量进行功能化。储存设备。这种集成自充电电源织物重量轻、易于制备、便携且适用范围广，为可穿戴电子产品的可持续运行提供了有效方法。
自充电动力纺织品的应用前景及原理图
结合能量收集、管理和存储的自充电功率纤维在可穿戴电子产品中具有广阔的应用前景。b自充电电力光纤示意图。c由织物制成的自充电电纤维的照片。d同轴光纤-TENG示意图。e光纤SC示意图。
近年来，智能医疗监测系统、运动监测设备、智能显示器、智能充电面料等与人类生活密切相关的多功能智能可穿戴电子产品已成为发展趋势。然而，可穿戴电子设备的发展和创新需要小型化、集成化、舒适性和便携性。传统电池和超级电容器无法提供织物所需的灵活性、舒适性和轻便性。因此，需要开发便携式、灵活、可穿戴和可持续的纺织电源。
摩擦纳米发电机是一种结合了摩擦起电和静电感应的能源技术，可以将各种不规则机械能转化为电能，使其成为可穿戴电子产品的可持续供电解决方案。同时，由于人体是一个始终处于运动状态的动态系统，因此收集人体混沌低频能量并将其存储在集成纤维中为可穿戴电子设备供电具有重要意义。
Fiber-TENG和Fiber-SC自充电电力光纤的应用示范。
照片显示光纤TENG可以点亮52个商用绿色LED。b三个平行光纤SC装置的GCD曲线。c自充电电源结构中光纤SC的连接方法。d自充电电力光纤系统示意图，包括Fiber-TENG、整流器、Fiber-SC和负载。e加工成可穿戴织物的织物照片。f采用手动捣碎Fiber-TENG织物的Fiber-SC的填充和工作曲线。图为由自充电电动织物供电的数字时钟。
在这项研究中，研究人员通过集成纤维状TENG和同轴纤维状超级电容器实现了自充电功率纤维。Fiber-TENG可以收集人体运动过程中的低频、不规则能量，可用作发电装置。此外，将湿法纺丝制备的氧化石墨烯纤维进行还原和功能化，然后添加MnO2和PPy制成纤维-SC。这是一款同轴结构的单层超级电容器，具有出色的稳定性和灵活性。同时，Fiber-SC的单纱结构比双纤维平行或加捻电极更稳定。它可以作为能量存储装置编织到纺织品中，以便与其他能量收集系统集成。
实验视频截图轻敲自充电源布料可为电子表供电。
Fiber-TENG和Fiber-SC是柔性同轴纱线结构，可以作为自充电动力织物融入织物中，以持续捕获和存储人体动能。这种集成自充电电力光纤可为电子手表提供动力，在未来为可穿戴电子设备提供可持续自充电能源方面具有巨大的应用潜力。
参考
可穿戴能量收集-存储混合纺织品作为人体自充电电力系统
盛非凡、张波、程仁伟、魏传辉、申申、宁传、杨军、王云兵、王中林、董凯
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