AEM: 3Dプリントされた伸縮性構造による圧電エネルギーの収集とセンシング

AEM: 3Dプリントされた伸縮性構造による圧電エネルギーの収集とセンシング
出典: 奇武倫

ウェアラブル電子システムの急速な発展には、周囲の環境からエネルギーを収集でき、頻繁な充電を必要としない持続可能なエネルギー源が必要です。ポリマー圧電フィルムは、優れた柔軟性、優れた圧電性、および環境に依存しない安定した性能を備えているため、環境から機械的エネルギーを収集する圧電ナノジェネレータを作成するための理想的な候補材料となります。しかし、分子の分極と非伸縮性のため、その用途は主に 3-3 軸圧電効果に基づく圧電エネルギー収集に限定されています。


この研究では、南洋理工大学のPooi See Lee氏がポリマーフィルムベースのPENG上に伸縮性構造を3Dプリントし、PENGの曲げ変形を制御された面内引張変形に変換し、3-1方向の圧電効果を実現しました。

記事のハイライト
1) 伸張構造の等方性断片化効果をフレキシブルエネルギーハーベスティングデバイスに初めて適用し、これまで利用されていなかったフィルムの曲げ変形を貴重なエネルギーハーベスティングデバイスにすることで、PENGの曲げ出力電圧を8.3倍に増加させました。

2) 伸縮構造支援型Pengは、人体のさまざまな関節や柔らかいロボットの指に取り付けることで、曲げ角度を感知し、動きを監視するセンサーとしても実証されています。
参考文献
Xinran Zhou 他「3D プリントされたオーセチック構造支援圧電エネルギー収集およびセンシング」、Adv. Energy Mater. 2023、2301159
DOI: 10.1002/aenm.202301159
https://doi.org/10.1002/aenm.202301159

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