通过静电工作的触觉传感器的开发
在物联网 (IoT) 驱动的超连接世界中，可随时随地发送和接收信号和信息的超微型、低功耗传感器和设备将成为人们生活中不可或缺的一部分。一个重要的问题是不断地为连接到系统的无数电子设备供电。这是因为使用传统的充电和更换方式难以减小电池的尺寸和重量。
这个问题的一个可能解决方案是部署摩擦发电机。它们通过不同材料之间的接触产生摩擦电，以半永久性的方式产生能量，就像产生静电一样。
由 Seoung-Ki Lee 博士领导的韩国科学技术研究院 (KIST) 的一组研究人员开发了一种触摸传感器，该传感器通过皱折结构的二硫化钼将摩擦起电效率提高了 40% 以上。这一突破是与全北国立大学先进材料工程教授 Chang-Kyu Jeong 合作的结果。
一般的摩擦发电机不能用于可穿戴电子设备，因为它们必须过大和过重才能提高产生足够电力的能力。目前正在进行的研究涉及应用原子级薄且具有优异物理特性的二维半导体材料作为产生摩擦电的活性层。
产生的摩擦电强度根据接触的两种材料的类型而变化。在过去对二维材料的研究中，电荷与绝缘材料的转移并不顺利，大大降低了摩擦电产生的能量输出。
在目前的研究中，联合研究小组调整了二维半导体二硫化钼 (MoS 2 )的性质，并改变了其结构以提高摩擦发电效率。该材料在半导体制造过程中应用的强热处理过程中被弄皱，导致材料产生褶皱，并施加了内应力。这些皱纹增加了每单位面积的接触面积，由此产生的表面皱折的 MoS 2器件可以比平面对应器件产生大约 40% 的功率。此外，即使在重复 10,000 次之后，在循环实验中摩擦电输出仍保持在稳定水平。
通过将这种皱巴巴的二维材料应用于触摸板或触摸屏显示器中使用的触摸传感器，联合研究团队提出了一种轻巧灵活的自供电触摸传感器，无需电池即可操作。这种具有高发电效率的触摸传感器对刺激很敏感，即使在很小的力下也能识别触摸信号，无需任何电力。
KIST 的 Seoung-Ki Lee 博士说：“控制半导体材料的内应力是半导体行业的一项有用技术，但这是第一次涉及二维半导体材料的合成和应用的材料合成技术内应力的同时实现......它提出了一种通过将材料与聚合物结合来提高摩擦发电效率的方法，它将成为开发基于二元结构的下一代功能材料的催化剂。次元物质。”
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