3D打印纳米摩擦发电足弓压力传感器

摘要

采用3D打印的方法制备了由聚癸二酸甘油酯(PGS)和碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)组成的具有多级孔隙结构的柔性纳米摩擦发电机(triboelectric nanogenerator,TENG).结合TENG对压力变化的响应性以及PGS复合材料良好的弹性,设计了一种能够实现实时监测的可穿戴柔性足弓压力传感器.利用扫描电子显微镜和电子万能试验机分别对3D打印纳米摩擦发电机(3DP-TENGs)的微观结构和力学性能进行表征,并通过高功率数字源表获得3DP-TENGs足弓压力传感器对压力的感应性能和灵敏度参数.结果 表明:3DP-TENGs具有多级孔隙结构;在最大压缩应变为30％时,循环压缩50次后3DP-TENGs的弹性滞后可忽略不计,表明其具有良好的弹性与抗疲劳性;设计的足弓压力传感器对压力的感应较为灵敏,能够准确区分出不同条件下的足底压力.