上海維立勝衡傳感器有限公司
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閱讀：55發(fā)布時間：2025-2-24
一個國際研究小組通過將壓電復(fù)合材料與單向碳纖維（UDCF）相結(jié)合，設(shè)計了一種新型高強度柔性設(shè)備，單向碳纖維是一種僅在纖維方向提供強度的各向異性材料。新設(shè)備將人體運動的動能轉(zhuǎn)化為電能，為高強度自供電傳感器提供了高效可靠的手段。
該小組研究的詳細信息于2023年12月14日發(fā)表在《Small》雜志上。
運動詞匯涉及將人體運動的能量轉(zhuǎn)換為可測量的電信號，這對于確?？沙掷m(xù)的未來可能至關(guān)重要。
該研究的合著者表示：“從防護裝備到運動器材，日常用品都作為物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的一部分連接到互聯(lián)網(wǎng)，其中許多都配備了收集數(shù)據(jù)的傳感器。”“將這些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備有效集成到個人裝備中需要電源管理和材料設(shè)計方面的創(chuàng)新解決方案，以確保耐用性和靈活性。”
由于壓電材料在受到物理壓力時能夠發(fā)電，因此可以利用機械能。同時，碳纖維因其耐用性和輕便性而適用于航空航天和汽車工業(yè)、運動器材和醫(yī)療設(shè)備。
該研究小組使用單向碳纖維織物（UDCF）和鈮酸鉀鈉（KNN）納米粒子與環(huán)氧樹脂（EP）混合的組合制造了該裝置。UDCF既充當電極又充當定向強化物。所謂的UDCF/KNN-EP裝置沒有辜負人們的期望。測試表明，即使拉伸1000次以上，仍能保持高性能。
事實證明，與其他柔性材料相比，沿纖維方向拉動時，它可以承受更高的負載。此外，當受到垂直于纖維方向的沖擊和拉伸時，它在能量輸出密度方面優(yōu)于其他壓電聚合物。
UDCF/KNN-EP將有助于推動靈活的自供電物聯(lián)網(wǎng)傳感器的開發(fā)，從而實現(xiàn)的多功能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。
DOI：10.1002/smll.202307689
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