虽然可穿戴式自供电电子设备已经显示出有希望的改进，但在提高其电输出和结构性能方面仍然存在重大挑战。

在这项工作中，福建理工大学An Huang，Xiangfang Peng提出了一种在单层结构的膜中同时进行压电和摩擦电转换的工作机制。

文章要点

1）研究人员将多壁碳纳米管(CNTs)分别加入聚偏氟乙烯(PVDF)和聚丙烯腈(PAN)中，通过共电纺法制备了具有两种不同互穿结构的单层二元纤维纳米复合膜(PVDF/CNT_X@PAN/CNT_X，DPCPC_X)。所制得的薄膜具有优异的压电性和摩擦电性的协同效应，并具有很高的机电转换能力。碳纳米管的加入增加了聚偏氟乙烯的β相和PAN平面之字形构象。

2）结果表明，基于DPCPC_0.5-SBFNMS的压电纳米发电机具有优异的电输出(187 V，8.0 μA，1.52 W m⁻²)，与其他压电纳米发电机相比，保持了极高的输出电压水平。它成功地同时照亮了50个商用发光二极管。DPCPC_0.5-SBFNMS的输出电压分别是PAN或PVDF单纤维膜的5.1倍和4.6倍。此外，DPCPC_0.5SBFNm的峰值电压比共电纺PVDF/CNT_1.0@PAN(DPCP_1.0)和PVDF@PAN/CNT_1.0(DPPC_1.0)分别提高了20V和10V。由DPCPC_0.5-SBFNms制成的压电式传感器可以准确地感知人体从小到大的运动，并在医疗、消防和监测中显示出作为警报的实用价值。在SBFNM压电材料中提出了内生摩擦电性，提高了机电转换能力和电输出能力，从而在自供电可穿戴电子器件中具有广泛的应用潜力。

参考文献

An Huang, et al, Improved Energy Harvesting Ability of SingleLayer Binary Fiber Nanocomposite Membrane for Multifunctional Wearable Hybrid Piezoelectric and Triboelectric Nanogenerator and Self-Powered Sensors, ACS Nano, 2023

DOI: 10.1021/acsnano.3c09043

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c09043