L'Académie chinoise des sciences a mis au point avec succès des générateurs de nano-frottement ressemblant à de la peau et offrant une transparence élevée et une extensibilité élevée
Ces dernières années, avec la prolifération de divers produits fonctionnels révolutionnaires tels que transistors flexibles / circuits intégrés, dispositifs optoélectroniques extensibles, écrans pliables et skin électronique, les produits électroniques flexibles / extensibles se sont développés rapidement.
Ces produits exigent beaucoup de leurs équipements énergisants et devraient offrir une flexibilité et une extensibilité considérables. Cependant, peu de dispositifs énergétiques peuvent à la fois assurer la flexibilité, la transparence et l’extensibilité. En outre, le marché en croissance des produits électroniques portables et des produits électroniques implantables exige que leurs dispositifs à énergie ajoutée présentent une bonne biocompatibilité, ainsi que de la flexibilité et de l’étirement.
Les générateurs électromagnétiques conventionnels sont difficiles à atteindre par étirement, et récemment, le nanogénérateur de friction à développement rapide (TENG) peut répondre aux exigences susmentionnées des équipements électroniques souples. Récemment, les nanogénérateurs de friction étirables ont été principalement constitués de polymères conducteurs renforcés de réseaux conducteurs tels que des nanotubes de carbone, du graphène et des nanofils d'argent. Cependant, ces matériaux ont une extensibilité limitée et sont difficiles à obtenir une transparence élevée. En revanche, les hydrogels composés d’un réseau de polymères hydrophiles et d’une solution aqueuse ou ionique aqueuse peuvent simultanément assurer la transparence, la douceur, la biocompatibilité et l’étirement, ce qui les rend idéaux pour développer des nanogénérateurs de friction flexibles.
Sous la direction conjointe de l'académicien Wang Zhonglin et du chercheur Hu Weiguo de l'Académie chinoise des sciences de l'Institut des nanoénergies et des systèmes de Beijing, les chercheurs de l'Institut des nanoénergies et des systèmes de Beijing, Pu Xiong, ont combiné l'élastomère et l'hydrogel ionique pour développer un tout nouveau Générateur de nano-frottement ressemblant à la peau (STENG), qui atteint pour la première fois une transparence élevée (transmission lumineuse moyenne, lumière visible 96,2%) et une extensibilité extrême (déformation uniaxiale de 1160%) tout en permettant une énergie biomécanique Collection, perception tactile et autres fonctions. Ce travail offre une nouvelle perspective pour l’étude des dispositifs énergétiques transparents et extensibles et de la peau électronique flexible. Les résultats en sont publiés dans le récent ScienceAdvances (DOI: 10.1126 / sciadv.1700015).
Ce STENG est capable de générer une tension de circuit ouvert atteignant 145 volts avec une densité de puissance instantanée de 35 mW / m2. STENG a une large perspective de marché. Le matériau étant constitué d'hydrogel biocompatible, il peut adhérer directement à la peau du corps humain et alimenter de nombreux produits électroniques portables, tels que les LED et les montres électroniques. Cette étude proposait pour la première fois un STENG extrêmement extensible et transparent. En raison de sa grande transparence, il n’interfère pas avec la transmission des informations optiques et combine en même temps la récupération d’énergie et la détection tactile. Par conséquent, dans la peau artificielle intelligente, robot logiciel auto-conduit, applications potentielles dans les écrans flexibles et l'électronique portable.
