折纸艺术，这一源自日本的古老技艺，如今已演变为科学技术领域的重要工具。从太空太阳能电池板到自组装机器人，折纸的应用不断拓展，为现代工程解决方案的设计带来了革新。近日，日本芝浦工业大学的研究团队在折纸技术的基础上，开发出了一种创新的智能、灵活能量收集传感器——波纹折纸摩擦纳米发电机(CO-TENG)。

CO-TENG将摩擦电效应与自折叠技术相结合，实现了无需电池供电的传感器设计。该研究由芝浦工业大学副教授Hiroki Shigemune领导，与Haruki Higoshi先生和Daichi Naritomi先生合作完成。研究团队将铜电极和聚四氟乙烯片层压在纸上，并使用喷墨打印机将自折叠解决方案以线条形式打印在基板上。通过组装纸张成3D结构，研究人员成功实现了轻质、低成本、环保且自供电的传感器。

Shigemune博士表示：“我们受到折纸优雅结构的启发，以及市场对可持续、免维护传感器解决方案的需求，因此将折纸与摩擦起电效应相结合，打造出了这个能够自我构建和供电的智能系统。”CO-TENG通过层压导电材料和介电材料之间的摩擦将机械应力转换为电信号，同时采用自折叠纸技术，减少了制造工作量。

在研发过程中，研究人员对自折叠纸基结构的机械性能进行了深入研究，分析了印刷线宽和纸张厚度对折叠角度和恢复力的影响。他们发现，多个折纸折叠的串联连接显著提高了功率输出，且传感器在超过1000次压缩循环后仍具有出色的耐用性。此外，研究人员还展示了CO-TENG在智能缓冲系统中的实际应用，其物体识别准确率高达98.9%，凸显了其在物流和智能包装领域的潜力。

除了物流领域，CO-TENG还可应用于医疗器械和电子行业。其高灵活性使其非常适合用于可穿戴设备，实时监测身体运动、姿势或外部冲击，尤其适用于老年人护理。CO-TENG的可折叠特性还降低了存储和运输成本，对于工业应用和可扩展性具有重要意义。

更多信息： Haruki Higoshi 等，《基于摩擦电纳米发电机的自折叠波纹折纸传感器，用于智能缓冲装置》，《先进材料技术》(2025 年)。期刊信息： 先进材料技术