关于纤维摩擦纳米发电机的文献回顾

简介：
本文献综述全面探讨了纤维摩擦纳米发电机的研究进展，涵盖其工作原理、制造方法及在可穿戴设备与能量收集等领域的应用前景。 摩擦纳米发电机（Triboelectric Nanogenerator, TENG）是一种新兴的能源转换装置，它利用物质间的摩擦电效应将机械能转化为电能。这种技术为微型电子设备提供了自供电的可能性，并特别适用于可穿戴设备、医疗植入物以及智能移动设备等对电源需求较高的应用领域。 TENG的工作原理主要基于两个关键过程：摩擦起电（Triboelectric charging）和电荷分离（Electrostatic induction）。当两种不同材料相互接触并分离时，由于它们的相对电位差异会产生电荷分离，并进而产生电流。这种机制使得TENG能够在各种环境条件下有效地收集能量，如人体运动、风力以及水波等机械刺激。 相关文献涵盖了从基础原理到实际应用的各种方面： - 文献A《Micropillar-Assisted Versatile Strategy for Highly Sensitive and Efficient Triboelectric Energy Generation under In-Plane Stimuli》(2019) 提到了微柱辅助策略，该技术能提升平面刺激下的摩擦电能量生成效率，并增强了TENG对细微机械刺激的敏感性。 - 文献B《A Sustainable and Flexible Microbrush-Faced Triboelectric Generator for Portable Wearable Applications》(2021) 展示了一种可持续且柔性的微刷面设计，这种设计提高了能源收集的实用性和持续性，并适用于便携式可穿戴应用领域。 - 文献C《Multiple-Frequency High-Output Triboelectric Nanogenerator Based on a Water Balloon for All-Weather Water Wave Energy Harvesting》(2020) 探讨了一种基于水球结构的设计，旨在全天候捕获水波能量，并为水上或水下设备提供电源。 - 文献D《Multifunctional Coaxial Energy Fiber toward Energy Harvesting, Storage, and Utilization》(2021) 介绍了一种多功能同轴纤维设计，该技术结合了能源采集、存储和利用功能，展示了TENG在集成能源管理方面的潜力。 - 文献E《Versatile Core–Sheath Yarn for Sustainable Biomechanical Energy Harvesting and Real-Time Human-Interactive Sensing》(2018) 提到了一种核壳结构的纤维设计，能够可持续地收集生物力学能量，并实现实时的人体交互传感功能，在可穿戴传感器领域具有重要意义。 这些文献共同展示了摩擦纳米发电机领域的广泛研究和创新成果。从材料选择、结构优化到提升能源转换效率以及在不同应用场景中的实际应用前景等方面均有所涉及。随着技术的不断进步，TENG有望在未来成为解决微电子设备电源问题的重要手段之一。