CN106601329A - 一种柔性纳米摩擦发电机、制备方法及制成的传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单结构的多孔柔性纳米摩擦发电机、制备方法及制成的传感器。所述柔性纳米摩擦发电机包括柔性导电复合材料，其中，所述柔性导电复合材料为多孔结构；所述柔性导电复合材料包括柔性高分子材料和分散在柔性高分子材料中的纳米导电材料；所述纳米导电材料连接至等电位。本发明的柔性纳米摩擦发电机、制备方法及制成的传感器，使形成的产品结构简单、稳定性高、耐磨损、化学性能稳定，利用复合材料内部结构实现能源转换和对人体运动信息的探究。

Description

一种柔性纳米摩擦发电机、制备方法及制成的传感器

技术领域

本发明主要涉及纳米摩擦发电机领域，具体涉及一种新型的柔性纳米摩擦发电机、制备方法及制成的传感器。

背景技术

可穿戴的柔性电子器件一直以来都受到学术界和工业界研究人员的极大关注，并被认为是未来的下一代电子器件。这种可变形的电子器件在应用的时候有很大的自由度，因此在智能设备和传感器领域有更广的应用。如可拉抻电子器件在可穿戴电子、生物可移植系统、个人安全、机器人人机对接和电子皮肤等领域有着光明的应用前途。虽然之前有很多有变形能力的电子器件被广泛地制备和研究，但可靠的输出电源依然是目前最关键和重要的问题之一。

柔性可穿戴电子器件基于其新功能近年来被广泛地关注和研究，电能供应是可穿戴电子器件面临的最主要的问题，而传统电磁发电机和电池大多用硬质材料制成，由于体积和质量较大，不适于为可穿戴电子器件提供电能。因此便携、可持续的柔性供电系统成为可穿戴电子器件发展的最重要的领域。

摩擦纳米发电机将摩擦起电和静电感应相结合，能够有效地将周围环境中的各种机械能转换为电能，成为最清洁的能源转换器件，并且摩擦纳米发电机结构简单，可用于制备的材料广泛，因此有望成为可穿戴电子器件最理想的供能设备。

传统的摩擦纳米发电机采用的多层结构，不易于被拉伸、扭转，因此很难直接和可穿戴器件相匹配。同时为提高摩擦发电机的输出效率，通常对摩擦层表面进行结构化处理，导致摩擦层在工作时容易被磨损，同时使得发电机难以被封装，易受环境湿度的影响。另外，传统的摩擦发电机的摩擦电荷主要集中于材料表面，而材料的体效应(指在反应在外力作用下材料内部形变和组分相互作用)未被利用。

因此，为解决传统纳米摩擦发电机不易于被拉伸、扭转，难直接和可穿戴器件相匹配、摩擦层容易被磨损及体效应未被利用的问题，有必要发明一种结构简单，抗变形能力强的新的柔性纳米摩擦发电机。

发明内容

针对现有技术所存在的上述问题，本发明旨在提供一种新的柔性纳米摩擦发电机、制备方法及制成的传感器，使得该柔性摩擦纳米发电机具有简单结构和超柔性，可以适应挤压、弯曲、拉伸、扭转等众多工作条件，同时通过制备多孔结构的柔性导电复合材料实现材料内微结构化，利用多孔结构的柔性导电复合材料内的微结构在外力作用下的相互作用(体效应)实现能源转换，并作为可穿戴传感器件探究人体及其他各种运动形式。

本发明提供一种柔性纳米摩擦发电机，包括柔性导电复合材料，其中，所述柔性导电复合材料为多孔结构；所述柔性导电复合材料包括柔性高分子材料和分散在柔性高分子材料中的纳米导电材料；所述纳米导电材料连接至等电位。

上述的柔性纳米摩擦发电机，所述孔内壁的不同材料组分组成微区分布，所述孔与孔之间的纳米导电材料形成导电网络。

上述的柔性纳米摩擦发电机，所述多孔结构的柔性导电复合材料的孔径为100μm-1mm。

上述的柔性纳米摩擦发电机，所述多孔结构的柔性导电复合材料的孔隙率为10-90％。

上述的柔性纳米摩擦发电机，所述多孔结构的柔性导电复合材料的孔隙率优选为65-80％。

上述的柔性纳米摩擦发电机，所述纳米导电材料的结构形态为导电纳米粒子、导电纳米纤维或导电纳米线，或导电纳米纤维与其他导电纳米材料的组合。

上述的柔性纳米摩擦发电机，所述纳米导电材料为导电碳纤维、碳纳米管、石墨烯或银纳米线。

上述的柔性纳米摩擦发电机，所述纳米导电材料为碳纳米管，在所述柔性导电复合材料中的含量为3-30wt％。

上述的柔性纳米摩擦发电机，其特征在于，所述纳米导电材料为碳纳米管，在所述柔性导电复合材料中的含量优选为10-15wt％。

上述的柔性纳米摩擦发电机，所述柔性高分子材料采用聚二甲基硅氧烷、硅胶或聚氨酯。

上述的柔性纳米摩擦发电机，所述等电位为地电位、金属或等电位电路。

本发明提供一种柔性纳米摩擦发电机的制备方法，所述方法包括步骤：将纳米导电材料在分散剂中分散形成悬浮液；将分散后的纳米导电材料悬浮液与可固化的柔性高分子材料主剂混合均匀，得到混合复合材料液；将所述混合复合材料液中的所述分散剂蒸发后，加入固化剂并混合均匀，得到混合材料；将可溶颗粒加入所述混合材料中并混合均匀，在模具成型后，得到固化的柔性导电复合材料；将所述可溶颗粒致孔剂溶解，得到多孔结构的柔性导电复合材料；将所述纳米导电材料与等电位电连接。

上述的方法，所述可溶颗粒的粒径为100μm-1mm，所述可溶颗粒的加入重量是所述可固化的柔性高分子材料重量的2-8倍。

上述的方法，所述可溶颗粒为无机盐或砂糖。

本发明还提供一种传感器，使用上述柔性纳米摩擦发电机制成。

本发明的技术方案，首次提出直接采用多孔复合导电材料作为摩擦发电机。本发明制备的多孔复合导电材料可随意弯折、拉伸、挤压，具有良好的弹性性能，可直接用作摩擦发电机具有较高的电学输出，耐磨性强，稳定性高，同时可以收集多种形式的机械能。本发明涉及多孔结构的柔性导电复合材料制备方法简单，成本相对较低。另外，该多孔结构的柔性导电复合材料可以用作力学传感器，并可用来制备其他可穿戴器件，可实现多种可穿戴电子器件相结合。

附图说明

图1a为本发明技术方案柔性纳米摩擦发电机的简单制备过程示意图；

图1b为本发明技术方案柔性纳米摩擦发电机内部的微观结构示意图；

图1c为图1b的I处的放大微观结构示意图；

图2为本发明技术方案柔性纳米摩擦发电机基本发电原理示意图；

图3a为本发明实施例中碳纳米管含量不同时的电阻率大小示意图；

图3b为本发明实施例中碳纳米管含量不同时的电压输出性能示意图；

图4a为测试时对多孔结构的柔性导电复合材料所施加的力的大小示意图；

图4b为对应图4a各组力作用下电压输出大小示意图；以及

图5为本发明实施例中制备的不同孔隙率的多孔材料作为摩擦发电机时的电压输出示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案以及各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。

本发明提出一种新型的摩擦发电机设计思路，通过制备一种多孔结构的柔性导电复合材料，在外力作用下通过孔内壁不同组分的摩擦及微孔之间导电网络的静电感应来实现摩擦发电。所述多孔结构的柔性导电复合材料包括柔性高分子材料和分散在柔性高分子材料中的纳米导电材料；所述纳米导电材料连接至等电位。柔性导电复合材料采用导电纳米材料和柔性高分子材料复合，并采用可溶颗粒作为致孔粒子制备得到，制备得到的多孔材料具有良好的弹性，孔内形成两种组分微区分布和孔之间形成导电网络，在外力作用下通过摩擦发电将机械能转化为电能，制成多孔柔性摩擦发电机。所述多孔柔性摩擦发电机除为电子器件提供电能，同时可用作压力传感器及用以探究人体运动状态。

本发明的设计思路如下所述。

本发明设计的柔性导电复合材料，采用纳米导电材料和柔性高分子材料复合制备，通过柔性导电复合材料不同组分之间的摩擦实现摩擦发电。

本发明将柔性导电复合材料制备成多孔结构，并使得多孔结构的柔性导电复合材料具有良好的弹性，使得柔性导电复合材料内微孔在循环外力作用下可以实现循环的弹性形变。

柔性导电复合材料内微孔内壁两种不同组分(纳米导电材料和高分子材料)之间在微孔变形时发生摩擦,由于电负性差异产生摩擦电荷。当纳米导电材料量较多时，孔之间的纳米导电材料形成导电网络，使材料在循环变形下进行电荷转移，在导电网络与等电位例如地电位之间形成电荷流动。

以上所设计的柔性导电复合材料的多孔结构通过加入可溶性颗粒制备。可溶性颗粒在复合材料固化成型后采用溶剂溶解掉，从而使得复合材料内产生均匀的孔状结构。

根据接触-分离型摩擦发电机的发电机理，所要求的多孔结构的柔性导电复合材料内孔的有效孔径在100μm-1000μm(即1mm)之间。

所制备的多孔结构的柔性导电复合材料的导电纳米材料含量和孔隙率直接影响到摩擦发电机的电学输出，多次试验测试得到优选的导电纳米材料含量在5wt％-20wt％之间，优选孔率在65％-80％之间。

本发明所制备的柔性导电复合材料作为摩擦发电机时电学输出与施加的压力成正比，因此可直接用作压力传感器。

本发明所制备的柔性导电复合材料具有超柔性和良好的弹性，同时化学性能十分稳定，适应于挤压、拉伸、弯曲、扭转等各种动作。可直接作为可穿戴电子器件，收集人体运动的机械能并转化为电能，同时通过输出的电学信号探究人体运动形式。

具体地，为了实现制备一种结构简单、稳定性高、耐磨损，并且利用复合材料的体效应实现能源转换的柔性摩擦纳米发电机，首先，本发明采用一种纳米导电材料(如碳纳米管(CNT))和柔性高分子材料(如聚二甲基硅氧烷(PDMS))结合，并采用可溶颗粒(如氯化钠)作致孔材料制备的柔性多孔导电复合材料。该复合材料兼具柔性、导电性与耐磨性。

其次，本发明利用材料内部孔内表面的微结构实现摩擦起电、利用孔之间的纳米导电材料网络产生感应电荷和实现电荷传输。

本发明采用可溶颗粒物(如食盐颗粒、砂糖等)作为致孔剂，制备得到具有百微米级孔径的多孔材料，同时制备的多孔材料具有良好的弹性和可拉伸性能。

如图1a所示为柔性多孔纳米摩擦发电机制备的简化流程图，具体的制备方法包括了步骤：

将纳米导电材料在分散剂中分散形成悬浮液，可以超声分散1-2小时。

将分散后的纳米导电材料悬浮液与可固化的柔性高分子材料主剂混合均匀，得到混合复合材料液。其中，所述纳米导电材料与所述可固化的柔性高分子材料的重量比优选为1:4-19。

将所述混合复合材料液中的所述分散剂蒸发后，加入固化剂并混合均匀，得到混合材料。改蒸发过程的温度可以为50-100℃。

将可溶颗粒加入所述混合材料中并混合均匀。其中，所述可溶颗粒的粒径为100μm-1mm，加入的可溶颗粒的重量是所述可固化的柔性高分子材料重量的2.5-8倍。

将加入可溶颗粒的混合材料在模具成型后，得到固化的柔性导电复合材料。固化过程的温度范围为70-100℃。

将所述可溶颗粒致孔剂溶解，得到多孔结构的柔性导电复合材料。该多孔结构的柔性导电复合材料的孔径为100μm-1mm。

将纳米导电材料与等电位电连接，形成柔性纳米摩擦发电机。

在制备得到的多孔结构柔性导电复合材料中，纳米导电材料在孔之间形成导电网络，将各个孔连接起来，其中部分纳米导电材料形成微团聚体暴露在孔的内表面，因此每个微孔形成小的发电机。

制成的纳米摩擦发电机的微观示意图如图1b所示。图1b的I处的放大微观结构图如图1c所示。

柔性纳米摩擦发电机的基本发电原理参见图2：在外界力的作用下，微孔闭合导致孔内表面纳米导电材料与柔性高分子材料接触产生摩擦电荷，柔性高分子材料电负性较强，在其表面产生负电荷，在纳米导电材料上产生正电荷。在外力逐渐撤除时，多孔结构的柔性导电复合材料在自身的弹性作用下回复原形，孔内表面分离从而纳米导电材料电势增加，负电子通过导线从地流向纳米导电材料网络，孔内表面上纳米导电材料上的正电荷被中和，伴随着产生负的电流脉冲。由于静电感应作用，其中少量正电荷保留在柔性高分子材料内部的纳米导电材料网络中。当再次加载外力时，内孔重新闭合导致内表面纳米导电材料与柔性高分子材料的接触，电势作用使得电子重新流回地，产生正的电流脉冲。多孔结构的柔性导电复合材料的内孔通过纳米导电材料并联在一起，等同于将许多微型发电机并联在一起。在循环力作用下，产生循环的交流脉冲。

纳米导电材料掺杂(分散)在柔性高分子材料中，可以制备得到导电复合材料，同时提高柔性高分子材料的机械强度，增强其拉伸性能，减少表面的黏性，可以使得多孔材料在较高频率的力的作用下工作。

纳米导电材料作为主要的导电材料，同时也作为增韧材料，有效增强聚合材料的拉伸强度，随着纳米导电材料的量的不同，对复合材料的增韧效果也有显著差异。然而过量的纳米导电材料会导致聚合物的拉升强度下降，弹性性能降低。

可以采用多种形式来制备多孔结构的柔性导电复合材料，材料的选择范围较宽。

纳米导电材料可以为导电纳米粒子，也可以为导电纳米纤维或者纳米线，导电材料也可以采用导电纤维和其他导电纳米材料相结合。例如导电碳纤维、碳纳米管、石墨烯、银纳米线等。

可固化的柔性高分子材料可以采用包括聚二甲基硅氧烷、硅胶、聚氨酯等。优选聚二甲基硅氧烷(PDMS)。

PDMS作为基体材料，主要基于其在固化后具有十分优良的柔性和高弹性，电负性较强(在摩擦起电中容易得电子)，并且具有疏水性能、化学惰性和较好的生物相容性。也可以采用具有类似性能的聚合物材料作为基体材料。

采用粒径为100μm-1mm的可溶颗粒作为制孔剂，制得的孔径大小可为100μm-1mm。尤其制得200-400μm的孔，恰好满足垂直接触-分离型摩擦发电机摩擦层的有效距离，同时可以保证复合材料的弹性和拉伸性能。可溶颗粒之后在水中或酸等液体中浸泡容易被除去。

可溶颗粒可采用氯化钠等无机盐，也可采用别的如砂糖，只要在制备过程最后可以用水或者酸等溶解均可以。

多孔结构的柔性导电复合材料中的纳米导电材料与等电位电连接形成发电机时，在不同形式的外力作用小，电学输出存在显著差异，实验分别测试材料在拉伸、弯曲、扭转和按压几种不同力的作用下的电学输出，其中在按压力作用下输出最大。施加的压力不同，测试得到的电学输出也不同。输出电压随着压力增大成线性增加。等电位可以为地电位、金属或者等电位电路。

孔隙率大小是多孔材料的显著特征，实验中通过控制可溶颗粒的量来控制多孔材料的孔隙率，多孔结构的柔性导电复合材料的电学输出随着孔隙率的增加而增大。孔隙率范围可以在10-90％。优选为65-80％。

纳米导电材料掺杂量的不同直接影响了多孔结构的柔性导电复合材料的电阻率大小，同时也影响了多孔结构的柔性导电复合材料作为摩擦发电机时的电学输出。多孔结构的柔性导电复合材料的电阻率随纳米导电材料的增加呈递减变化。

制备的柔性多孔结构的柔性导电复合材料可以直接用作发电机，为微型电子器件供电，如点亮商业的LED灯。测试中将直径为6cm，厚度为0.5cm的多孔材料样品贴在脚掌，通过踩踏可以点亮二十多个LED灯。

此外，多孔结构的柔性导电复合材料制备的发电机可以用来探测人体的运动形式，将其贴在鞋底可以通过输出的电流信号的差异探究脚的运动方式，如踩踏、弯曲、行走等动作，同时将多孔结构的柔性导电复合材料贴在肘关节，随着肘关节弯曲产生电学输出。

本发明制备的多孔结构的柔性导电复合材料，具有良好的弹性和柔韧性，因此可以用作其他可穿戴器件的基本结构，如超级电容器，传感器等。同时作为发电机可以和其他电子器件结合，制备具有多种功能的复合型可穿戴电子器件。

总之，本发明首次提出直接采用多孔结构的柔性导电复合材料作为摩擦发电机。制备的多孔结构的柔性导电复合材料可随意弯折、拉伸、挤压，具有良好的弹性性能，测试中可在频率为10的循环力作用下正常工作。可直接用作摩擦发电机具有较高的电学输出，耐磨性强，稳定性高，在循环5000次后电学输出未有任何减小，同时可以收集多种形式的机械能。并且本发明的多孔复合导电材料可以根据需要剪切成任意大小和形状。

本发明涉及多孔结构的柔性导电复合材料的制备方法简单，成本相对较低，并且在孔内部由纳米导电材料形成纳米结构。另外，该多孔结构的柔性导电复合材料可以用作力学传感，并用来制备其他可穿戴器件，实现多种可穿戴电子器件相结合。下面结合具体实施例来说明本发明的技术方案。

本发明中柔性摩擦纳米发电机的纳米导电材料的结构形态可为导电纳米粒子、导电纳米纤维或导电纳米线，或导电纳米纤维与其他导电纳米材料的组合；所述纳米导电材料可以为导电碳纤维、碳纳米管、石墨烯或银纳米线；所述可固化的柔性高分子材料可以采用聚二甲基硅氧烷、硅胶、聚氨酯等。因各类材料制备的方法相近，因而本实施例中仅各自一种材料加以说明，不进行一一列举。

将碳纳米管加入无水乙醇分散剂中，超声分散60分钟。

分散后的碳纳米管加入PDMS主剂中，采用机械搅拌使混合物混合均匀。

将混合均匀的复合材料置于干燥箱中，在90℃下进行干燥，直至无水乙醇完全挥发，之后加入PDMS的固化剂，机械搅拌使混合物混合均匀。

将一定量的氯化钠颗粒加入以上混合材料中充分搅拌，保证氯化钠完全混合均匀。氯化钠重量是PDMS重量的2-8倍。

将以上混合材料加入一定形状的模具中成型，置于80℃烘箱中进行固化，固化时间约60分钟。

将固化的复合材料放入去离子水中进行浸泡除去其中的氯化钠，浸泡过程中，为加速氯化钠的溶解，同时在80℃烘箱中进行加热，并且每过10小时换一次水，浸泡三天直至复合材料里的盐完全析出。

将多孔结构的柔性导电复合材料中的碳纳米管与地电位电连接，形成本发明的柔性纳米摩擦发电机，当就行挤压或者弯折等作用时，在碳纳米管与地电位之间会形成电荷流动。

采用氯化钠作为致孔材料，制备的柔性导电复合材料的孔径大小为200-400μm。

选择聚PDMS作为基体材料，主要基于其在固化后具有十分优良的柔性和高弹性，电负性较强(在摩擦起电中容易得电子)，并且具有疏水性能、化学惰性和较好的生物相容性。由于聚二甲基硅氧烷超疏水性能，使得复合材料在水中浸泡时其性能不会受到影响。

采用多壁碳纳米管作为优良的导电材料掺杂在聚二甲基硅氧烷中，可以制备得到导电复合材料，同时提高聚二甲基硅氧烷的机械强度，增强其拉伸性能，减少表面的黏性，可以使得多孔材料在较高频率的力的作用下工作。

碳纳米管作为主要的导电材料，同时也作为增韧材料，有效增强聚合材料的拉伸强度，随着碳纳米管的量的不同，对复合材料的增韧效果也有显著差异。当碳纳米管含量达到15wt％时，多孔结构的柔性导电复合材料的拉升强度达到不含碳纳米管的多孔PDMS的2倍，然而过量的碳纳米管会导致聚合物的拉升强度下降，弹性性能降低。

碳纳米管作为导电材料，碳纳米管掺杂量的不同直接影响了多孔结构的柔性导电复合材料的电阻率大小，同时也影响了多孔结构的柔性导电复合材料作为摩擦发电机时的电学输出。碳纳米管含量可以为3-30wt％,在碳纳米管含量较少时，多孔结构的柔性导电复合材料的电阻率随碳纳米管量的增加成指数递减。当碳纳米管含量超过15wt％时，电阻率随碳纳米管含量增加下降较小。优选为10-15wt％。多孔材料用作发电机时电学输出随碳纳米管含量变化成一定规律性，实验中在碳纳米管含量为15wt％时电学输出最大，主要由多孔材料的孔内表面形貌、电阻率和机械性能所决定。碳纳米管含量不同时的输出性能参见图3a、3b。

在测试多孔材料电学输出时，施加的压力不同如图4a所示，测试得到电学输出不同如图4b所示，输出电压随着压力增大成线性增加。施加的压力达到60N时，输出电压约为60V。

孔隙率大小是多孔材料的显著特征，试验中通过控制氯化钠的量来控制多孔材料的孔隙率，多孔结构的柔性导电复合材料的电学输出随着孔隙率的增加而增大。孔隙率范围可以在10-90％。氯化钠重量是PDMS重量的2.5-8倍，图5是氯化钠重量是PDMS重量的0、2.5、5、7.5倍的输出电压示意图。

经测试，该试验制得的柔性摩擦纳米发电机可随意弯折、拉伸、挤压，具有良好的弹性性能，测试中可在频率为10的循环力作用下正常工作。可直接用作摩擦发电机具有较高的电学输出，耐磨性强，稳定性高，在循环5000次后电学输出未有任何减小。

同时，该试验获得的多孔柔性导电复合材料可直接用作传感器，可以用来探测人体的运动形式，将其贴在鞋底可以通过输出的电流信号的差异探究脚的运动方式，如踩踏、弯曲、行走等动作，同时可将多孔结构的柔性导电复合材料贴在肘关节，随着肘关节弯曲产生电学输出。

本发明制备的多孔复合导电材料，具有良好的弹性和柔韧性，因此可以用作其他可穿戴器件的基本结构。同时制得的多孔复合导电材料作为发电机可以和其他电子器件结合，制备具有多种功能的复合型可穿戴电子器件。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (15)

1.一种柔性纳米摩擦发电机，其特征在于，包括柔性导电复合材料，其中，所述柔性导电复合材料为多孔结构；

所述柔性导电复合材料包括柔性高分子材料和分散在柔性高分子材料中的纳米导电材料；

所述纳米导电材料连接至等电位。

2.根据权利要求1所述的柔性纳米摩擦发电机，其特征在于，所述孔内壁的不同材料组分组成微区分布，所述孔与孔之间的纳米导电材料形成导电网络。

3.根据权利要求1或2所述的柔性纳米摩擦发电机，其特征在于，所述多孔结构的柔性导电复合材料的孔径为100μm-1mm。

4.根据权利要求1-3任一项中所述的柔性纳米摩擦发电机，其特征在于，所述多孔结构的柔性导电复合材料的孔隙率为10-90％。

5.根据权利要求4所述的柔性纳米摩擦发电机，其特征在于，所述多孔结构的柔性导电复合材料的孔隙率为65-80％。

6.根据权利要求1-5任一项中所述的柔性纳米摩擦发电机，其特征在于，所述纳米导电材料的结构形态为导电纳米粒子、导电纳米纤维或导电纳米线，或导电纳米纤维与其他导电纳米材料的组合。

7.根据权利要求1-5任一项中所述的柔性纳米摩擦发电机，其特征在于，所述纳米导电材料为导电碳纤维、碳纳米管、石墨烯或银纳米线。

8.根据权利要求1-5任一项中所述的柔性纳米摩擦发电机，其特征在于，所述纳米导电材料为碳纳米管，在所述柔性导电复合材料中的含量为3-30wt％。

9.根据权利要求1-5任一项中所述的柔性纳米摩擦发电机，其特征在于，所述纳米导电材料为碳纳米管，在所述柔性导电复合材料中的含量为10-15wt％。

10.根据权利要求1-9任一项中所述的柔性纳米摩擦发电机，其特征在于，所述柔性高分子材料采用聚二甲基硅氧烷、硅胶或聚氨酯。

11.根据权利要求1所述的柔性纳米摩擦发电机，其特征在于，所述等电位为地电位、金属或等电位电路。

12.一种柔性纳米摩擦发电机的制备方法，所述方法包括步骤：

将纳米导电材料在分散剂中分散形成悬浮液；

将分散后的纳米导电材料悬浮液与可固化的柔性高分子材料主剂混合均匀，得到混合复合材料液；

将所述混合复合材料液中的所述分散剂蒸发后，加入固化剂并混合均匀，得到混合材料；

将可溶颗粒加入所述混合材料中并混合均匀，在模具成型后，得到固化的柔性导电复合材料；

将所述可溶颗粒致孔剂溶解，得到多孔结构的柔性导电复合材料；

将所述纳米导电材料与等电位电连接。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述可溶颗粒的粒径为100μm-1mm，所述可溶颗粒的加入重量是所述可固化的柔性高分子材料重量的2-8倍。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述可溶颗粒为无机盐或砂糖。

15.一种传感器，使用权利要求1至11任一项中所述柔性纳米摩擦发电机制成。