专栏名称: 高分子科技

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北航潘曹峰教授/河南大学曹瑞瑞副教授团队 AFM：用于运动能量收集和光热治疗的摩擦电功能纺织品

高分子科技 · 公众号 · 化学 · 2024-12-07 12:36

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能量收集纺织品，特别是用于人体能量收集的摩擦电功能纺织品(T-TENG)，已逐渐成为各种便携式可穿戴电子设备不可或缺的电源。对于T-TENG来说，除了其机械能量收集性能外，功能性、舒适性和健康性也至关重要。在寒冷的环境中，穿着厚重的衣服对调节体温和减轻不适或体温过低是必不可少的；然而，这对从事户外工作、体育活动和极地探险的人员来说是一个重大的挑战。与此同时，兼具热舒适和光热治疗特性的多功能T-TENG仍处于初期探索阶段。因此，开发具有热调节、热治疗和能量收集功能的多功能可穿戴纺织品设备是非常必要的，且具有广阔的实际应用前景。

针对上述问题，北京航空航天大学潘曹峰教授课题组与河南大学曹瑞瑞副教授团队借助可规模化生产的静电纺丝和溶液浸渍工艺，创新地构建了兼具摩擦电功能层和光敏层(热调节&光热治疗功能层)的双层结构多功能T-TENG器件(图1)。该T-TENG器件不仅在宽温度范围内具有增强的电输出特性(图2)，而且具有卓越的光热转换效率，在不同的太阳照射下能够实现可调控的饱和温度(41.52~60.97℃)。与传统的棉织物相比，在寒冷的环境中，T-TENG器件的制热能力显著提升，制热量提高了约7.4℃(图3)。综上，该T-TENG器件在具有优异机-电转换特性和光热转换效率的同时，还能够促进热调节，热治疗和发电。该工作以“Wearable Multifunctional Bilayer Nanofiber Films for Human Motion Energy Harvesting and Photothermal Therapy”为题发表在《Advanced Functional Materials》期刊上。该研究得到国家自然科学基金和河南省自然科学基金的支持。