新型机电转化纤维材料与自供能可穿戴技术

赵继忠1,2,李厚邑1,3,谢宏祥1,4,董凯1,2( 1.中国科学院 北京纳米能源与系统研究所；2.中国科学院大学 纳米科学与技术学院；3.中国地质大学(北京) 材料科学与工程学院；4.新疆大学 纺织与服装学院)

摘要：随着柔性可穿戴电子设备的高速发展，众多可穿戴电子产品已成为人们日常生活的一部分。摩擦纳米发电机(Triboelectric nanogenerator，TENG) 为有效解决供电难题提供了新方法。基于TENG 技术，利用织物将身体运动转化为电能与传感信息，机电转化纤维(Mechano-electric conversion fibers，MECFs) 应运而生。MECFs 能够在高效收集身体低频、不规则机械能的同时，确保舒适、透气、安全且耐用，实现了自充电供能和自驱动传感两大功能。MECFs 催生了一个以人体为中心、自我维持的能量和信息供给系统。基于MECFs 的工作原理，起电材料的选择与设计是影响MECFs 性能的关键因素，MECFs 的多维度结构设计进一步提升了其能量转换效率。目前，MECFs 已经在智能生活中广泛应用，特别是自充电供能和自供能传感。尽管取得了显著进步，新型MECFs 的发展仍然面临着诸多挑战。展望未来，在人工智能和物联网的加持下，MECFs 将继续向智能化、个性化的道路迈进。

关键词：机电转化纤维；摩擦纳米发电机；自供能可穿戴技术；应急自充电；自驱动传感