我国学者总结TENG作为直接电源面临的挑战和机遇
自2012年被发明以来，摩擦纳米发电机（Triboelectric Nanogenerator, TENG）发展成为一种能源收集的主流技术之一。由于TENG的工作原理是基于摩擦起电效应和静电感应效应，TENG的开路电压很高。对于具有电响应特性的高内阻材料，TENG可以直接有效的驱动或者精确控制它们，这是实现自驱动智能系统的最直接的组合方式。对比其他自驱动电压电源，TENG具有结构设计灵活，成本低廉和选材范围广等优点，尤其在低频机械能收集方向具有很大的应用前景。 近日，中国科学院北京纳米能源与系统研究所在《先进功能材料》杂志上发表特邀综述，着眼于可以被TENG的高输出电压直接驱动的材料和器件，概述了已报导的各种可以与TENG成功结合的应用方向，包括介电弹性体、压电陶瓷、铁电材料等功能材料，静电驱动器、静电空气净化器以及场发射和质谱仪等智能器件。同时，文章总结了选择材料和器件与TENG相互结合的关键因素，总结了TENG作为直接......阅读全文
北京纳米能源所揭示纳米发电机的理论源头
我们今天用的手机是无线通信的典型代表，而无线通信是基于电磁波来传播信息。那电磁波最初是如何被人们认识到的呢？这可以追溯到1861年伟大的英国科学家麦克斯韦提出的麦克斯韦方程组。由于其简洁、完美和对称性，该方程组在物理学十大方程中被誉为第一大方程组。当麦克斯韦根据当时掌握的实验证据推导这些方程式时
纳米能源所在摩擦纳米发电机研究中获进展
海洋是巨大的能源宝库，理论上，海洋完全可以满足地球上所有的能源需求，并且不会对大气造成任何污染，因此海洋能也被誉为“蓝色能源”。与风能或太阳能相比，蓝色能源拥有地理分布上的优势，海洋覆盖了地球75%的表面，全球约44%的人口都居住在距海岸线150千米的范围内。但与风能和太阳能等可再生能源相比，对
纳米能源所摩擦纳米发电机回收海水动能研究获进展
利用海洋能源，是当今世界能源研究的前沿方向。据统计，世界范围内海洋中的波浪能达700亿千瓦，占全部海洋能量的94%，是各种海洋能量的主体。然而，一个多世纪以来，海洋波浪能开发成本高、规模小、经济效益差，而陆地近海周期短、波高小、能流密度低等特征始终束缚着其大规模商业化开发利用和发展。新型、简易、
摩擦纳米发电机首次驱动静电纺丝系统制造纳米纤维
静电纺丝是一种特殊的纤维制备技术，利用高压静电场对高分子溶液的击穿作用来制备微纳米纤维。静电纺丝过程需要几千伏甚至几十千伏的高压，所需电流小，仅为几个微安。传统的静电纺丝电源大都依赖电力系统并需要一套繁重的升压电路，限制了静电纺丝的应用场景。实现静电纺丝的自供能化具有重要意义。 摩擦纳米发电机
纳米能源所研制高灵敏度摩擦纳米发电机用于睡眠监测
睡眠是人类重要的生理活动，良好的睡眠状态是保证人们生活质量和工作效率的重要因素。近年来，随着人们的健康意识日益提高，对常见的睡眠障碍的监控更加迫切。据统计，全球约有5%以上的人患有呼吸暂停综合症，这是一种睡眠时发生呼吸暂停的慢性疾病。睡眠中常见的打鼾、呼吸暂停以及引起的肢体多动是其主要表现。其患
新一代恒流摩擦纳米发电机研究获进展
摩擦起电和静电是一种非常普遍的现象，由于它很难被收集和利用，往往是被人们所忽略的一种能源形式。自从2012年中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林发明摩擦纳米发电机（TENG）以来，全世界的学者从各个方面对TENG进行了广泛的研究。TENG作为一种能源器件得到实际应用的关键在于进一步提高功率密
上海微系统所等在纳米发电机制造技术研究方面获进展
为了满足便携式、微小型无线电子器件的能源需求，从环境中获得能量转化为电能变得越来越重要。近年来，高效、结构简单的摩擦纳米发电机（TENG）的出现，为解决上述问题提供了契机。摩擦纳米发电机是基于摩擦-电效应将机械能量转换为电能的能量采集转换装置，已被广泛研究应用于采集人体运动中产生的能量，以及风能
纳米能源所开发生物全可吸收纯天然材料摩擦纳米发电机
日益增长的神经及心血管疾病对可植入医疗电子器件的需求越来越多，对其工作性能要求也越来越高。此类电子器件主要包括：心内压传感器、心脏起搏器、心脏除颤器、深脑/神经刺激器等。长期的体内植入对可植入医疗器件的体积、稳定性和生物相容性都有很高要求。现有可植入医疗电子器件的电源主要依赖于商业可充电及不可充
摩擦纳米发电机可收集全向水波能
近日，中科院北京纳米能源与系统研究所等机构研究人员开发了一种用于全向水波能收集的摩擦纳米发电机。该设备可以通过共振效应实现对不同频率水波能的有效收集，并在水波测试中获得了良好的实验结果。 5月26日，相关论文刊登于《焦耳》。 该论文通讯作者、中科院北京纳米能源与系统研究所研究员王杰告诉《中国
绿色能源电化学腐蚀防护研究取得新进展
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/3/497558.shtm近日，国际学术期刊《纳米能源》在线报道了中科院海洋研究所在绿色能源电化学腐蚀防护研究的最新研究成果。 金属腐蚀严重影响海洋钢结构服役寿命，电化学防护是延长金属服役年限的重要手段。然而传
海洋电子与智能系统研究所团队发现收集波浪能新途径
波浪能的研究是海洋能源开发利用的热点。然而，传统的基于电磁发电技术的波浪能发电装置在低频低振幅的海浪作用情况下，很难有效的发挥发电效果。值得一提的是，摩擦电纳米发电机（TENG）作为新一代的能源器件，能够有效地将低频和低振幅的机械能转化为电能，为从海浪能中获取能量提供了一种新的实用途径。 近日
超高摩擦电荷密度刷新摩擦纳米发电机性能纪录
人们一直致力于研究在维持现代社会巨大能源消耗的同时最小化环境消耗。从可再生的自然源（如太阳能、风能和生物质能）收集能量，已经被证实是应对能源危机的可持续可供选择的方向，而且在化石燃料快速消耗的今天扮演着越来越重要的角色。最近发明的摩擦纳米发电机具有质量轻、价格低廉，甚至在低工作频率下仍然高效等先
摩擦纳米发电机首次应用于高灵敏度质谱仪
目前，作为一种关键的分析技术，质谱分析已经被广泛应用于生物医药、食品科学、国土安全、系统生物、药物发现等领域。质谱分析是基于质量-电荷比(m/z)的分析方法，具有高灵敏度、高准确度、普遍适用等优势。 在质谱分析中，离子化是将中性分子带上电荷的关键的第一步。现在商用的离子化方法大多依靠直流(DC
纳米发电机－新时代的变革？
纳米发电机，是基于规则的氧化锌纳米线的纳米发电机，是在纳米范围内将机械能转化成电能，是世界上最小的发电机。目前纳米发电机可以分为3类。 一类是压电纳米发电机，压电纳米发电机是利用特殊纳米材料（氧化锌）的压电性能与半导体性能，把弯曲和压缩的机械能转变为电能的微型发电机。一类是摩擦纳米发电机，摩擦
高电压纳米发电机和自驱动纳米器件问世
(a)基于垂直于基片生长的纳米线所设计的纳米发电机((VING)。(b)基于平行于基片多行生长的纳米线所设计的纳米发电机(LING)。(c)基于一行平行于基片生长的氧化锌纳米线所组成的纳米发电机。(d)在微小形变下能产生1.2伏输出电压的纳米发电机的光学照片。 继2006年发明纳米发电
我国学者总结TENG作为直接电源面临的挑战和机遇
自2012年被发明以来，摩擦纳米发电机（Triboelectric Nanogenerator, TENG）发展成为一种能源收集的主流技术之一。由于TENG的工作原理是基于摩擦起电效应和静电感应效应，TENG的开路电压很高。对于具有电响应特性的高内阻材料，TENG可以直接有效的驱动或者精确控制它
【功率放大器实验案例】电容器内LED的高压与无线驱动
实验名称:由摩擦纳米发电机启发下的电容器内LED的高压与无线驱动研究方向：交流LED驱动，摩擦纳米发电机实验内容:摩擦纳米发电机（TENG）可以同时驱动成百上千颗LED，其机制是产生固定量的载流子周期性复合发光，在TENG的启发下，我们提出了一种电容器内LED器件，采用信号发生器经过功率放大器提供的
海洋能摩擦纳米发电网络的能量管理研究获进展
伴随人类社会的发展，能源始终是关键和重要的话题，它是人类生产、生活中不可或缺的物质基础。近年来，由化石燃料燃烧所导致的气候恶化和能源危机引起了世界范围内的关注。因此，当前急需寻找其他可再生的清洁能源。海洋波浪能储量丰富，且几乎不依赖于环境条件，是一种有望大规模应用的可再生能源。然而由于缺乏有效且
迈向绿色新能源的高效能摩擦纳米发电机问世
近日，由中国科学院北京纳米能源与系统研究所和美国佐治亚理工学院共同参与的科研团队在王中林教授的带领下，设计和制作出大功率的二维平面摩擦发电 机，并成功地展示了其通过收集环境中的机械能来实时驱动常规电子产品的能力。该高性能摩擦发电机开创了自驱动便携式电子设备的实用化进程，并为在大范围内 收
全可降解生物能收集器件BDTENG研制成功
近年来，新一代植入式医疗电子设备由于其外型或使用上更为灵巧、方便，已成为全球医疗研发热点，它能够修复人体机能，实时监测各种健康数据。例如，心脏起搏器能够帮助心脏保持正常跳动，脑传感器可以监测患者大脑中潜在的危险肿胀，然而，当植入式电子设备的电源耗尽时，为避免引起炎症或者副作用，它们需要被移出体外
可降解植入电子医疗器件研究获进展
近日，中国科学院北京纳米能源与系统研究所研究员李舟与王中林研究团队及北京航空航天大学生物与医学工程学院教授樊瑜波研究团队在生物可降解电子器件领域取得新进展，相关研究成果发表在最新一期Advanced Science上。 生物可降解电子器件的发展近年来备受关注，作为一种新型电子器件，生物可降解电
我国学者采用碳基摩擦纳米发电机研发冷阴极电子发射器
场发射冷阴极作电子源的真空电子器件具有结构简单、响应快、无辐射抗干扰、功耗低和工作温度区间宽等特点，有望实现器件频率和功率的突破以及整体性能的提升。场发射冷阴极作为真空微电子器件的核心部件，其性能的好坏直接影响着器件的整体性能。冷阴极材料的选择、制备及场发射性能对冷电子源真空器件的性能和寿命具有
纳米发电机精确递送药物
近日，中国科学院北京纳米能源与系统研究所李舟课题组完成了磁性互斥结构植入式摩擦纳米发电机的研制，并与中科院过程工程研究所研究员魏炜等人合作，将其用于控制载药红细胞在肿瘤部位的定点药物释放，实现了高效的肿瘤治疗效果。相关论文刊登于《先进功能材料》。 随着科技工业的发展以及老龄化社会的来临，癌症已
评判纳米发电机的标准问世
近日，由中国科学院北京纳米能源与系统研究所和美国佐治亚理工学院共同参与的科研团队在纳米能源所首席科学家、中国科学院外籍院士王中林带领下，定义了摩擦纳米发电机的品质因数作为其标准，并对发电机的结构品质因数和材料品质因数分别进行了模拟计算和实验测量。该研究为摩擦纳米发电机的进一步应用和工业化奠定了基
纳米能源所等迈向绿色新能源的高效能摩擦发电机取得突破
近日，由中国科学院北京纳米能源与系统研究所和美国佐治亚理工学院共同参与的科研团队在王中林教授的带领下，设计和制作出大功率的二维平面摩擦发电机，并成功地展示了其通过收集环境中的机械能来实时驱动常规电子产品的能力。该高性能摩擦发电机开创了自驱动便携式电子设备的实用化进程，并为在大范围内收集机械能提供
高强度抗撕裂导电水凝胶研究新进展
摩擦纳米发电机（TENG）具有结构简单多样、输出稳定、能量转换效率高的优点，为物联网系统（loT）的持续运行提供了有效的能源供给。以导电水凝胶作为电极材料的水凝胶基摩擦纳米发电机（H-TENG）具有较好的柔性与拉伸性能，在拉伸、弯曲、折叠、按压等复杂状态下仍能正常工作，在柔性可穿戴设备领域和大形
我国学者联合研制了共生型心脏起搏器
中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林和李舟领导的研究团队与北京市生物医学工程高精尖创新中心和海军军医大学的研究者联合研制了共生型心脏起搏器（SPM, symbiotic cardiac pacemaker），它可以从心脏跳动中获取能量，为起搏器自身提供电能。SPM的能量收集部分为植入式摩擦电
电荷补偿机制实现摩擦纳米发电机稳定超高电压输出
摩擦纳米发电机（Triboelectric nanogenerator, TENG）被认为是一种高开路电压的器件，并已应用于驱动离子源、等离子源、静电纺丝及介电弹性体等，然而，要达到数千伏的高压往往需要较大的器件面积、较高的摩擦力或者外加倍压电路，并不能完全满足实际应用的需求；此外，文献中报道的
超薄可拉伸自供电触觉传感阵列新策略
研究亮点 1.开发了超薄海绵PDMS纳米发电机作为自发电传感器； 2.常温下高通量集成高透明性的银纳米线电极； 3.实现了阵列化可拉伸纳米发电机在规模化触觉传感的高灵敏应用。 研究背景 柔性可拉伸的摩擦电纳米发电机（flexible and stretchable tribo
微型纳米发电机问世－心脏跳动可发电
一种微型“纳米发电机”可植入体内，从心脏跳动获得能量，向动物活体内植入的传感器提供电能。 近日，科学家最新研究显示，一种微型“纳米发电机”可植入体内，从心脏跳动获得能量，向动物活体内植入的传感器提供电能，为体内低血糖等多种疾病状况进行早期预警。 目前，科学家已成功地将“