成果简介
可穿戴传感系统适用于监测人体运动。为了实现一种经济高效且自供电的应变传感纤维，本文，东国大学Hyeon Jun Sim、Changsoon Choi等研究人员在《Nano Lett.》期刊发表名为“Hierarchically Plied Mechano-Electrochemical Energy Harvesting Using a Scalable Kinematic Sensing Textile Woven from a Graphene-Coated Commercial Cotton Yarn”的论文，研究利用由一米长的石墨烯涂层棉纱组成的分层多股纱线，开发了一种机械电化学采集纱线和纺织品。这种纤维依靠电化学容量变化原理将机械能转化为电能。
此外，这种采集器还可用作自供电应变传感器，因为其输出取决于机械刺激。纱线还可编织成运动传感织物，测量外力的强度和方向。这种纺织品型收割机可以成功地检测到各种人体运动，如按压、弯曲和拉伸。所提出的传感纤维将为未来开发先进的可穿戴系统，实现无处不在的医疗保健铺平道路。
图文导读
图1。纱线和纺织品型自供电机械电化学采集器。
图2. 通过浸涂法制造石墨烯涂层棉纱。
图3. 基于 HAPY 的机械电化学收割机的能量产生原理。
图4. 基于 HAPY 的能量收集器在各种条件下的特性。
图5. 可穿戴自供电运动织物。
小结
机械电化学收割机可以通过对纺织工业中广泛使用的棉纱应用通用且简单的浸涂方法进行商业化和批量生产。HAPY可用作从可穿戴设备的机械能产生电能的能源，并且可以用作自供电应变传感器，无需任何外部电源，因为它的输出取决于外部机械刺激。该传感器作为服装表现出明显的高机械强度、杨氏模量和良好的透气性，因此适用于开发基于纺织品的可穿戴系统。纺织品可以作为运动传感器运行，由于其结构特性，源自机织的HAPY，可以测量施加力的强度和方向。因此，这种纺织品和纱线可以成功测量各种人体运动，如压制、弯曲和拉伸，因此有望为未来无处不在的医疗保健系统的发展做出贡献。
文献：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c02221
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