随着技术的进步和社会的发展，可穿戴智能电子产品已经应用在我们生活的各个方面，如医疗保健、电子皮肤，人机交互，能量获取等方面。然而，可穿戴智能电子设备的长期能源供应一直是一个难以解决的问题。在可穿戴智能电子产品中，由于电池容量有限，体积大，灵活性弱，充电频繁，使之成为向智能化、小型化和长期使用的障碍。因此，想要发展具有广泛适用性的能量供应单元，小型化、灵活性和长期能源供应仍然是可穿戴电子产品面临的巨大挑战。

        中北大学薛晨阳教授团队提出了一种受花瓣表面微观结构启发的PDMS-MXene/明胶摩擦电纳米发电机（PMMG-TENG），具有高输出性能、低成本和生态友好性的优点。制备了具有花瓣表面微观结构的明胶膜作为正摩擦材料，并采用掺杂MXene材料的图案化PDMS作为负摩擦材料。通过在PDMS中掺杂0.03wt.%的MXene材料，可以使TENG的输出电性能可以显著提高，输出电流增加高达139.7%。并使用四种不同的花瓣作为天然模具来制备PMMG-TENG。结果表明，具有芍药花瓣表面微结构的PMMG-TENG具有最佳的电学性能，与没有结构的PMMG-TENG相比，输出电流增加了228.17%。具有芍药花瓣表面微观结构的PMMG-TENG表现出优异的电气性能，在3cm×3cm的尺寸下，最大开路电压为417.39V，最大短路电流为12.01μA，在107Ω的负载电阻下，最大功率密度为170μW/cm2。并且，明胶薄膜表现出优异的降解性能，在75°C的恒温条件下，在水中的完全降解时间仅为150秒。PMMG-TENG不仅在能量收集方面表现出色，而且在自供电人体运动状态监测传感方面也很有用。该PMMG-TENG集成了自供电和传感功能，有望应用于自供电可穿戴设备和自供电医疗监测传感。

图1PMMG-TENG的制作过程

图2工作原理和仿真分析

图3具有PDMS-MXene薄膜的PMMG-TENG进行测试与表征

图4 花瓣表面微观结构的分析与性能验证

图5具有芍药花瓣表面微结构的PMMG-TENG进行性能测试与分析

图6PMMG-TENG的应用实践

Wang Z, Hao C, Cai M, et al. A highoutput PDMS-MXene/gelatin triboelectric nanogenerator with the petal surface-microstructure. Nano Research, 2023,

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