研究背景
柔性可穿戴电子器件在能量收集、生物传感与监测等领域的应用受到越来越多的关注。摩擦纳米发电机（TENG）可以用于收集人体随机运动的机械能并转化为电能。以水凝胶为基材，可以获得柔性可拉伸的TENG传感器件，但是由于材料高含水量等特点，如何提高TENG的输出性能，是器件实现高灵敏的生物传感的关键问题。其解决将有利于推动摩擦纳米发电机在智能柔性可穿戴电子器件上的应用！
工作内容
中科院纳米能源所李琳琳教授/王中林院士团队报道了在聚丙烯酰胺(PAM)水凝胶和纳米钛酸钡组成的非对称PAM/BTO复合薄膜的基础上，制备了一种高透明性和柔性的TENG，并通过调控钛酸钡的含量和分布位置来调节TENG的性能。
该种柔性可伸缩水凝胶电极可承受8次以上的拉伸。通过改变BTO在非对称水凝胶膜中的含量和分布位置，可以提高TENG的输出性能，作为具有高灵敏度的压力传感器可以在极低的监测范围（0.25~6N）的条件下进行监测。两外，详细的探究了PAM/BTO复合水凝胶TENG提高输出性能的机理，并通过集成的方式，将压电，压阻和摩擦电效应协同工作，极大的优化了TENG，该类传感器件可以用作多模态的生物力学传感器，来监测人体运动。
相关论文以“Stretchable Unsymmetrical Piezoelectric BaTiO3 Composite Hydrogel for Triboelectric Nanogenerators and Multimodal Sensors”为题发表在ACS Nano 上（https://doi.org/10.1021/acsnano.1c10678）。