透明、可拉伸、温度稳定和自修复的离子凝胶用于生物力学能量收集​

灵活稳定的电源对于可穿戴电子设备的快速发展至关重要。最近，科研人员们开发了一种透明、灵活、温度稳定且基于离子凝胶电极的自修复摩擦纳米发电机（IS-TENG）。具有优异拉伸性 (1,012%)、高离子电导率 (0.3 S·m-1) 和高温稳定性（-77 至 250 °C 的温度范围）的离子凝胶用作 IS-TENG 的电极。

IS-TENG 表现出优异的透明度 (92.1%) 和稳定性。放入 60°C 烘箱 48 小时后，输出性能没有下降。此外，IS-TENG 在 -20 至 60 °C 的范围内表现得像一个稳定的输出。更重要的是，IS-TENG还可以在-20至60°C的温度下实现电气性能的自愈，并且在愈合后其输出可以恢复到原始状态。当面积为 3 cm × 3 cm 的单电极 IS-TENG 在 1.5 Hz 的工作频率下导通时，开路电压、短路电流、短路转移电荷和最大峰值的输出值功率密度分别为 189 V、6.2 µA、57 nC 和 2.17 W·m-2。IS-TENG 能够收集生物力学能量并驱动电子设备。此外，还展示了IS-TENGs作为自驱动传感器用于检测人类行为的应用，在可穿戴电源技术和自驱动传感领域显示出良好的应用前景。

图 1 离子凝胶的结构和表征。

图2 离子凝胶的自愈性能和机理。

图 5 用于机械能收集和自驱动传感的 IS-TENG 演示。

相关论文以题为Transparent, stretchable, temperature-stable and self-healing ionogel-based triboelectric nanogenerator for biomechanical energy collection发表在《Nano Research》上。通讯作者是桂林理工大学李裕琪副教授、苏州大学孙旭辉教授、文震副研究员。

参考文献：

doi.org/10.1007/s12274-021-3797-x

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