韩国开发新型自供电智能传感薄膜 实现无电池运行
2025-08-19 14:55
来源:蔚山国立科学技术研究院
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韩国蔚山国立科学技术大学(UNIST)研究团队近日在《先进功能材料》发表创新成果,成功开发出一种超薄透明智能薄膜,仅通过机械剥离或按压动作即可产生电信号。这项突破性技术为无电池智能传感器系统开辟了新途径。示意图展示了超材料粘合剂集成摩擦纳米发电机(MetaAdh-TENG)的结构和工作机制,该发电机将非线性切口和TENG集成到柔性粘合剂薄膜中。

该研究由UNIST机械工程系Hoon Eui Jeong教授团队主导,通过将特殊设计的切割图案集成到粘合膜中,利用摩擦电效应实现机械能向电能的转换。第一作者Hee Jin Lee表示:"特定的切割模式可以引导裂纹扩展,实现快速、可控的分离,从而最大限度地提高电输出。"

研究团队采用类似韩文字母"ㄷ"的独特切口设计,使薄膜粘合力提升35倍以上,电输出提高约13倍。这种创新结构使得简单按压或剥离动作就能产生足够强的电信号。Jeong教授指出:"这项技术将简单的粘合膜转变为无需电池的智能自发电传感器。"

团队展示了该技术的多种实际应用场景,包括门禁预警系统、贵重物品防掉落监测以及工业设备异常检测等。当薄膜贴在传送带上时,可精准识别反向旋转等异常运行状态并触发自动停机。Jeong教授补充道:"它的多功能性使其适用于各个领域,包括可穿戴传感器、防盗和工业安全系统。"

该研究通过调整切割图案的方向和排列,实现了对薄膜电气响应和粘合性能的可编程控制,为智能传感材料设计提供了新思路。这种自供电传感技术有望在安全监控、工业自动化等领域获得广泛应用。

更多信息: Hee Jin Lee 等人,《超材料粘合剂集成摩擦纳米发电机,增强可编程电荷生成和粘附性》,《先进功能材料》 (2025)。期刊信息: 先进功能材料

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