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- 用于自供電傳感的混合式機械發(fā)光 - 摩擦納米發(fā)電機
- 來源：大邱慶北科學技術院 發(fā)表于 2025/2/6
大邱慶北科學技術院（DGIST）宣布在自供電傳感器技術方面取得突破。
圖片中一位女性戴著智能手表，使用跑步時的心率和脈搏傳感器。
圖片來源：muse studio/Shutterstock.com
由金輝俊教授（機器人與機電一體化系）、鄭順文博士（能源與環(huán)境技術部）以及米什拉教授（南丹麥大學）帶領的一個研究團隊，研發(fā)出了一種傳感器，它能利用運動和壓力同時發(fā)電和發(fā)光，且無需依賴電池。
這項創(chuàng)新在災難救援、運動監(jiān)測和可穿戴技術等領域有著廣闊的應用前景。
摩擦納米發(fā)電機（TENG）和機械發(fā)光（ML）作為可持續(xù)能源技術受到了廣泛關注，它們能夠在無需外部電源的情況下發(fā)電和發(fā)光。然而，以往的研究大多將這兩種技術分開處理，即便有所結合，也難以達到實際應用的標準。TENG 設備在功率輸出穩(wěn)定性方面存在問題，而 ML 材料往往無法長時間持續(xù)發(fā)光。
大邱慶北科學技術院（DGIST）的研究團隊通過設計一種將能量產(chǎn)生與發(fā)光功能集成于單一設備的系統(tǒng)，成功解決了這些難題。
他們將發(fā)光的硫化鋅 - 銅（ZnS:Cu）顆粒嵌入到一種類似橡膠的柔性材料（聚二甲基硅氧烷，簡稱 PDMS）中，并采用基于銀納米線的單電極結構，從而實現(xiàn)了卓越的效率。該設備在經(jīng)受 5000 次反復施壓后，仍能保持穩(wěn)定性能，可產(chǎn)生高達 60 伏的穩(wěn)定電壓和 395 納安的電流。
除了技術上的進步，這項技術已具備實際應用的條件。其最具價值的應用之一是應急信號傳輸，能夠在災難場景和深海作業(yè)中發(fā)出求救警報。該設備在水下和黑暗環(huán)境中均能可靠運行，克服了現(xiàn)有技術的局限性。
其潛在用途還涵蓋可穿戴安全裝備、運動監(jiān)測以及應急信號等領域。例如，具備撞擊檢測功能的頭盔可即時發(fā)出警報，護腕能夠追蹤運動情況，水下救援設備可發(fā)送求救信號 —— 所有這些應用都無需電池。這使得該技術不僅功能強大，而且對環(huán)境友好、可持續(xù)。
這項研究意義重大，因為該技術無需電池，僅依靠運動就能同時產(chǎn)生光能與電能，且可立即投入使用。特別是，這項技術有望讓我們的生活更安全、更具可持續(xù)性，因為它能在緊急情況下發(fā)送實時信號，并通過能量收集減少對環(huán)境的影響。
金輝俊
大邱慶北科學技術院機器人與機電工程系教授、該研究通訊作者
該研究的共同作者包括大邱慶北科學技術院（DGIST）的博士后研究員蘇加托・哈伊拉（Sugato Hajra）以及博士生斯瓦蒂・潘達（Swati Panda），通訊作者為金輝俊教授和鄭順文博士。
研究成果發(fā)表于《先進可持續(xù)系統(tǒng)》（Advanced Sustainable Systems），該研究作為封面故事刊登在 12 月刊上。
期刊參考文獻：
哈伊拉，S. 等人（2025 年）。面向自供電應用的摩擦電與機械發(fā)光同步傳感。《先進可持續(xù)系統(tǒng)》。doi.org/10.1002/adsu.202400609
消息來源：
大邱慶北科學技術院
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