CN106549598A - 可拉伸电磁屏蔽摩擦发电机及其制备工艺 - Google Patents

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张跃
张茜
梁齐杰
徐旻轩
李明华
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
    • H02N1/04—Friction generators

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Abstract

本发明一种可拉伸电磁屏蔽摩擦发电机及其制备工艺，该发电机包括可拉伸摩擦层和电磁屏蔽导电织物基底，可拉伸摩擦层层组装于电磁屏蔽导电织物基底之上，电磁屏蔽导电织物基底作为导电电极，可通过收集机械能及具有自驱动运动传感功能。该发电机具有自驱动运动传感功能的同时，还可以收集周围环境的机械运动能，在实现这些电子器件功能的同时，可以屏蔽电磁波。其结构简单、成本低廉，在有效地作为传感器件和收集能量的同时可以屏蔽电磁波，可以应用于保护人体健康，收集生活中的机械运动相关能量，并传感人体运动如呼吸探测以及关节运动。可广泛应用于建筑物表面和实现吸收生物‑机械能，并对携带的小型器件实现稳定供能，有很大的应用前景。

Description

可拉伸电磁屏蔽摩擦发电机及其制备工艺
技术领域
本发明涉及微纳能源、可穿戴电子器件领域，具体涉及一种可拉伸电磁屏蔽摩擦发电机及其制备工艺。
背景技术
能源对于人类的文明发展至关重要。能源是所有人类文明赖以建立的基础，并推动着人类文明的繁荣和发展。石油和煤炭占据主导地位的传统能源极大的促进了社会的发展，然而其不可再生性和环境污染也给人类带了严峻问题。如今，多种能源器件的发明，解放了人类对化石燃料的依赖，从环境中获取能量吸引了越来越多的兴趣。环境中动能，如人体的运动动能、风能导致的振动动能等都是绿色清洁能源。如何去利用这些动能并且转化为更加便利的电能，并且便携存储成为了现今社会的重要研究热点。而随着电器的发展，电磁污染也成为越来越严重的问题，主要对于身体虚弱的人特别像孕妇，电磁波产生了不可逆转的伤害。因此，如何提出一种既可以有效收集能量，并且还可以屏蔽电磁波保护人体健康将挑战传统能源器件概念。
2013年，王中林小组（Nano letters, 2012,12 (6), 3109-3114）报导了利用接触带电原理制作的摩擦发电机可能在收集能量方面具有巨大的应用前景。柔性、可拉伸、可穿戴特性是一个在新型电子器件和能源器件领域的重要部分，且在实际生活中扮演了一个非常重要的角色。而本发明中提出的电磁屏蔽性能可以屏蔽大量生活中常见的电磁波，保障人类的生活健康。
发明内容
本发明涉及一种可拉伸电磁屏蔽摩擦发电机器件及其制造方法，该器件包括：高可拉伸性硅胶摩擦层，电磁屏蔽导电织物基底。
为了实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种可拉伸电磁波屏蔽摩擦发电机，该发电机包括可拉伸摩擦层和电磁屏蔽导电织物基底，所述可拉伸摩擦层层组装于电磁屏蔽导电织物基底之上，所述电磁屏蔽导电织物基底作为导电电极，可收集机械能及具有自驱动运动传感功能。
进一步，所述可拉伸摩擦层和电磁屏蔽导电织物基底的拉伸率达5%-40%；
进一步，所述可拉伸摩擦层的高弹性硅胶。
本法发明的另一目的提供上述可拉伸电磁波屏蔽摩擦发电机的制备工艺，所述工艺包括如下步骤：
a.使用纤维织物镀上合金导电电磁屏蔽层，形成导电电极；
b.在所述电磁屏蔽层表面涂上可拉伸摩擦层作为摩擦层，即得到可拉伸电磁波屏蔽摩擦发电机。
进一步，所述可拉伸电磁波屏蔽摩擦发电机的电磁屏蔽性能为从0.3GHz-1.2GHz其电磁屏蔽能力达到30dB以上,相当于可屏蔽98%以上的电磁波。
本发明的有益效果在于，由于采用上述技术方案，本发明在具有自驱动运动传感功能的同时，还可以收集周围环境的机械运动能，在实现这些电子器件功能的同时，可以屏蔽电磁波。这种可拉伸电磁波屏蔽摩擦发电机结构简单、成本低廉，在有效地作为传感器件和收集能量的同时可以屏蔽电磁波，可以应用于保护人体健康，收集生活中的机械运动相关能量，并传感人体运动如呼吸探测以及关节运动。可广泛应用于建筑物表面和实现吸收生物-机械能，并对携带的小型器件实现稳定供能，有很大的应用前景。
附图说明
图1 为本发明可拉伸电磁波屏蔽摩擦发电机的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
如图1所示，本发明一种可拉伸电磁波屏蔽摩擦发电机，该发电机包括可拉伸摩擦层和电磁屏蔽导电织物基底，所述可拉伸摩擦层层组装于电磁屏蔽导电织物基底之上，所述电磁屏蔽导电织物基底作为导电电极，通过收集机械能及具有自驱动运动传感功能。
进一步，所述可拉伸摩擦层和电磁屏蔽导电织物基底的拉伸率可达5%-40%；
进一步，所述可拉伸摩擦层的高弹性硅胶。
本法发明的另一目的提供上述可拉伸电磁波屏蔽摩擦发电机的制造方法，所述方法包括如下步骤：
c.使用纤维织物镀上合金导电电磁屏蔽层，形成导电电极；
d.在所述电磁屏蔽层表面涂上可拉伸摩擦层作为摩擦层，即得到可拉伸电磁波屏蔽摩擦发电机。
进一步，所述可拉伸电磁波屏蔽摩擦发电机的电磁屏蔽性能为从0.3GHz-1.2GHz其电磁屏蔽能力达到30dB以上,相当于可屏蔽98%以上的电磁波。
本发明的有益效果在于，通过将摩擦发电机制备成电磁屏蔽导电基底，使得其具有可屏蔽电磁波的性能，导致其可在保护人体不受电磁波辐射的条件下进行应用，如使用在建筑物表面或者使用于自驱动人体运动探测器，且可以提供稳定可持续的电能。这种摩擦电子器件的结构简单、成本低廉，不仅可以用做自驱动的运动传感装置，并且还可以收集运动相关能量，并且可以保护人体健康，提出人体电磁保护电子器件，具有很大的应用前景。

Claims (5)

1.一种可拉伸电磁波屏蔽摩擦发电机，其特征在于，该发电机包括可拉伸摩擦层和电磁屏蔽导电织物基底，所述可拉伸摩擦层层组装于电磁屏蔽导电织物基底之上，所述电磁屏蔽导电织物基底作为导电电极，可收集机械能及具有自驱动运动传感功能。
2.根据权利要求1所述的可拉伸电磁波屏蔽摩擦发电机，其特征在于，所述可拉伸摩擦层和电磁屏蔽导电织物基底的拉伸率达5%-40%。
3.根据权利要求1所述的可拉伸电磁波屏蔽摩擦发电机，其特征在于，所述可拉伸摩擦层硅胶。
4.一种如权利要求1-3任意一项所述可拉伸电磁波屏蔽摩擦发电机的制备工艺，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
使用纤维织物镀上合金导电电磁屏蔽层，形成导电电极；
在所述电磁屏蔽层表面涂上可拉伸摩擦层作为摩擦层，即得到可拉伸电磁波屏蔽摩擦发电机。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述可拉伸电磁波屏蔽摩擦发电机的电磁屏蔽性能为从0.3GHz-1.2GHz其电磁屏蔽能力达到30dB以上,屏蔽98%以上的电磁波。
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