CN219287393U - 一种纳米发电机及生物植入系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种纳米发电机及生物植入系统，纳米发电机包括压电层、摩擦层和封装层，压电层包括聚偏二氟乙烯压电膜、银电极、聚酰亚胺膜、聚四氟乙烯膜；摩擦层设置于压电层的一侧，并与压电层产生电荷转移，摩擦层包括等离子体蚀刻表面活化后的聚四氟乙烯膜；封装层分别覆盖压电层的外表面、摩擦层的外表面。其优点在于，利用摩擦电效应、压电效应的耦合实现了稳定的直流电流输出，从而可以为各种电子设备提供可再生的电能，克服了已有外接电源储存容量有限且存在污染环境的问题；制备方法简单，便于进行批量生产；性能优异且抗疲劳，不易在外力或振动的作用下出现机械损伤，从而衍生工作寿命；生物相容性好，可以作为植入材料进行植入。

Description

一种纳米发电机及生物植入系统

技术领域

本实用新型涉及微纳能源发电技术领域，尤其涉及一种纳米发电机及生物植入系统。

背景技术

摩擦电是自然界中常见的现象，通过物体和物体之间的相互摩擦，使得一物体带上正电，另一物体带上负电，例如穿脱衣服产生的静电、梳子梳理头发产生的静电等。然而，由于缺少收集和利用摩擦电的设备/器械/仪器等，导致摩擦电被浪费。

为了解决上述问题，科研人员研发了一种摩擦发电机，可以利用摩擦进行发电，即把微小的机械能转化为电能。常见的摩擦发电机为透明的柔性摩擦发电机，使用柔性高分子聚合物材料。

然而，这种摩擦发电机存在一些缺陷，如运行条件苛刻，需要在均匀机械外力/振动下工作；如在不均匀机械外力/振动下长时间作用，容易出现机械损伤；抗疲劳性较差，无法长时间使用；生物相容性差，难以作为植入材料进行植入。

随着科技的发展，电子产品如智能手机，智能手表，智能手环等呈现小型化、多功能、可移动、可穿戴的发展趋势。由于这类产品应用场景多，需求大，能量消耗小的特点，依赖传统电池供电方式限制了它们的进一步应用，因此迫切需要开发可为小型电子设备持续性供电的新型电源，同时解决传统供电方式可能带来的环境污染、续航限制、潜在健康危害等问题。

纳米发电机作为一种新兴的发电技术，由于其绿色，可持续将机械能转化为电能获得了越来越多的关注和应用。其主要分为摩擦纳米发电机和压电纳米发电机。摩擦纳米发电机的机理来源于摩擦电效应，即两种摩擦电极性不同的材料相接触时，会产生电荷转移及电势差，电荷会在电势差的驱动下在两电极之间往复流动，从而形成电流。压电纳米发电机是利用弯曲、压缩具有压电性能特殊纳米材料产生电流的原理制造而成。

目前绝大多数纳米发电机是以单一的产电形式制备而成，存在发电效率低，稳定性差和抗疲劳性能差的缺陷，且不具备较好的生物相容性，限制了其应用。

目前，针对相关技术中存在的发电效率低、稳定性差、抗疲劳性差、生物相容性差等问题，尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本申请的目的是针对现有技术中的不足，提供一种纳米发电机、制备方法及应用，以至少解决相关技术中的发电效率低、稳定性差、抗疲劳性差、生物相容性差的问题。

为实现上述目的，本申请采取的技术方案是：

第一方面，本实用新型提供一种纳米发电机，包括：

压电层；

摩擦层，所述摩擦层设置于所述压电层的一侧，并与所述压电层产生电荷转移，所述摩擦层包括等离子体蚀刻表面活化后的聚四氟乙烯膜；

封装层，所述封装层分别覆盖所述压电层的外表面、所述摩擦层的外表面。

在其中的一些实施例中，所述压电层包括：

聚偏二氟乙烯压电膜；

银电极，所述银电极覆盖所述聚偏二氟乙烯压电膜的表面设置，并形成银/聚偏二氟乙烯压电膜/银结构；

聚酰亚胺膜，所述聚酰亚胺膜覆盖所述聚偏二氟乙烯压电膜的一侧表面设置，并形成银/聚偏二氟乙烯压电膜/银/聚酰亚胺膜结构。

在其中的一些实施例中，银/聚偏二氟乙烯压电膜/银结构的厚度为100μm。

在其中的一些实施例中，所述聚酰亚胺膜的厚度为100μm。

在其中的一些实施例中，所述摩擦层包括：

聚四氟乙烯膜，所述聚四氟乙烯膜覆盖所述压电层的一侧表面设置，所述聚四氟乙烯膜由等离子体蚀刻表面活化；

铝电极，所述铝电极覆盖所述聚四氟乙烯膜的外表面设置，并形成聚四氟乙烯膜/铝电极结构；

聚酰亚胺膜，所述聚酰亚胺膜覆盖所述铝电极的外表面设置，并形成聚四氟乙烯膜/铝电极/聚酰亚胺膜结构。

在其中的一些实施例中，所述封装层包括：

特氟龙膜，所述特氟龙膜覆盖所述压电层的外表面、所述摩擦层的外表面设置，并形成特氟龙膜/压电层/摩擦层/特氟龙膜结构；

聚二甲基硅氧烷膜，所述聚二甲基硅氧烷膜覆盖所述特氟龙膜的外表面设置，并形成聚二甲基硅氧烷/特氟龙膜/压电层/摩擦层/特氟龙膜/聚二甲基硅氧烷结构。

在其中的一些实施例中，还包括：

绝缘层，所述绝缘层设置于所述摩擦层的两端，并分别与所述摩擦层、所述压电层连接，所述绝缘层包括丙烯酸膜。

在其中的一些实施例中，所述摩擦层为若干个，相邻两所述摩擦层之间设置所述绝缘层。

在其中的一些实施例中，所述绝缘层包括：

两丙烯酸膜，两所述丙烯酸膜对称地设置于所述摩擦层的两端，每一所述丙烯酸膜分别与所述摩擦层、所述压电层连接。

在其中的一些实施例中，所述丙烯酸膜的厚度为0.8mm。

第二方面，提供一种生物植入系统，包括：

如第一方面所述的纳米发电机。

在其中的一些实施例中，还包括：

植入装置，所述植入装置与所述纳米发电机连接。

在其中的一些实施例中，所述植入装置包括心脏起搏器、生物传感器。

相比于相关技术，本申请实施例提供的一种纳米发电机及生物植入系统，利用摩擦电效应、压电效应的耦合实现了稳定的直流电流输出，从而可以为各种电子设备提供可再生的电能，克服了已有外接电源储存容量有限且存在污染环境的问题；制备方法简单，便于进行批量生产；性能优异且抗疲劳，不易在外力或振动的作用下出现机械损伤，从而衍生工作寿命；生物相容性好，可以作为植入材料进行植入。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的纳米发电机的爆炸图(一)；

图2是根据本实用新型实施例的纳米发电机的爆炸图(二)；

图3是根据本实用新型实施例的压电层的爆炸图；

图4是根据本实用新型实施例的摩擦层的爆炸图；

图5是根据本实用新型实施例的封装层的爆炸图；

图6是根据本实用新型实施例的绝缘层的爆炸图；

图7是根据本实用新型实施例的纳米发电机的爆炸图(三)；

图8是根据本实用新型实施例的纳米发电机进行压电或摩擦电的供电原理示意图；

图9是根据本实用新型实施例的纳米发电机进行单纯压电或摩擦电以及复合的HTPNG输出电信号的示意图；

图10是根据本实用新型实施例的纳米发电机的体外电输出性能测试示意图；

图11a～图11b是根据本实用新型实施例的纳米发电机的5000次循环抗疲劳测试示意图；

图12是根据本实用新型实施例的纳米发电机的密闭性测试示意图；

图13是根据本实用新型实施例的纳米发电机在手拍作用下输出电信号示意图；

图14是根据本实用新型实施例的纳米发电机在肘关节运动作用下输出电信号示意图；

图15是根据本实用新型实施例的纳米发电机在膝关节运动作用下输出电信号示意图；

图16是根据本实用新型实施例的纳米发电机在植入膝关节后输出电信号示意图；

图17是根据本实用新型实施例的纳米发电机的生物相容性测试示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

实施例1

本实施例涉及本实用新型的纳米发电机、制备方法及应用。

如图1～图2所示，一种纳米发电机(以下简称HTP-NG)，包括压电层、摩擦层和封装层。其中，摩擦层设置于压电层的一侧，并与压电层产生电荷转移；封装层分别覆盖压电层的外表面、摩擦层的外表面。

如图3所示，压电层包括聚偏二氟乙烯压电膜(PVDFfilm)、银电极(Ag)、聚酰亚胺膜(Kapton film)、聚四氟乙烯膜(PTFEfilm)。

具体地，银电极覆盖聚偏二氟乙烯压电膜的表面设置，并形成银/聚偏二氟乙烯压电膜/银结构(Ag/PVDF/Agfilm)；聚酰亚胺膜覆盖聚偏二氟乙烯压电膜的一侧表面设置，并形成银/聚偏二氟乙烯压电膜/银/聚酰亚胺膜结构(Ag/PVDF/Ag/Kaptonfilm)。

其中，银电极作为导电层，聚酰亚胺膜作为基底。

在其中的一些实施例中，Ag/PVDF/Agfilm的厚度为110μm。

在其中的一些实施例中，PVDFfilm的尺寸为0.5cm×2cm～2cm×8cm。

在其中的一些实施例中，Kaptonfilm的厚度为100μm。

对于压电层，其制备过程如下：

在聚偏二氟乙烯压电膜的外表面喷涂银电极，形成银/聚偏二氟乙烯压电膜/银结构(Ag/PVDF/Agfilm)；

将银/聚偏二氟乙烯压电膜/银结构与聚聚酰亚胺膜复合，形成银/聚偏二氟乙烯压电膜/银/聚酰亚胺膜结构(Ag/PVDF/Ag/Kaptonfilm)。

在其中的一些实施例中，制备Ag/PVDF/Agfilm具体为：在PVDF的两侧喷涂Ag。

在其中的一些实施例中，制备Ag/PVDF/Ag/Kaptonfilm具体为：将Ag/PVDF/Agfilm粘附在Kapton/PTFEfilm。

如图4所示，摩擦层包括等离子体蚀刻表面活化后的聚四氟乙烯膜(PTFEfilmwithnanostructure)。此外，摩擦层还包括铝电极(Allayer)和聚酰亚胺膜(Kaptonfilm)。

其中，铝电极作为导电层。

具体地，铝电极覆盖聚四氟乙烯膜的外表面设置，并形成聚四氟乙烯膜/铝电极结构(PTFE/Al film)；聚酰亚胺膜覆盖所述铝电极的外表面设置，并形成聚四氟乙烯膜/铝电极/聚酰亚胺膜结构(PTFE/Al/Kaptonfilm)。

更具体地，摩擦层的聚四氟乙烯膜与压电层的银电极接触，并产生电荷转移，即形成聚酰亚胺膜/铝电极/聚四氟乙烯膜/银/聚偏二氟乙烯压电膜/银/聚酰亚胺膜结构(Kapton/Al/PTFE/Ag/PVDF/Ag/Kapton)。

对于摩擦层，其制备过程如下：

对聚四氟乙烯膜进行等离子体蚀刻表面活化，以获得具有纳米结构的聚四氟乙烯膜(PTFEfilm withnanostructure)；

将聚四氟乙烯膜、铝电极、聚酰亚胺膜复合，形成聚四氟乙烯膜/铝电极/聚酰亚胺膜结构(PTFE/Al/Kaptonfilm)。

在其中的一些实施例中，PTFEfilmwithnanostructure具体为：采用电晕放电方法对PTFEfilm进行处理，以增加PTFEfilm的有效接触面积和表面电荷密度。

在其中的一些实施例中，电晕放电方法的工作参数为溅射30s的金、20μA的电流，刻蚀参数为300s、400W和100W、CF₄(30sccm)、O₂(10sccm)、Ar(15sccm)。

如图5所示，封装层包括特氟龙膜(Teflonfilm)、聚二甲基硅氧烷膜(PDMSlayer)。

具体地，特氟龙膜覆盖压电层的外表面、摩擦层的外表面设置，并形成特氟龙膜/压电层/摩擦层/特氟龙膜结构(Telfon/piezoelectriclayer/frictionlayer/Telfon)；聚二甲基硅氧烷膜，聚二甲基硅氧烷膜覆盖特氟龙膜的外表面设置，并形成聚二甲基硅氧烷/特氟龙膜/压电层/摩擦层/特氟龙膜/聚二甲基硅氧烷结构(PDMS/Telfon/piezoelectriclayer/frictionlayer/Telfon/PDMS)。

更具体地，特氟龙膜分别覆盖压电层的聚四氟乙烯膜、摩擦层的聚酰亚胺膜，并形成特氟龙膜/聚酰亚胺膜/铝电极/聚四氟乙烯膜/银/聚偏二氟乙烯压电膜/银/聚酰亚胺膜/特氟龙膜结构(Telfon/Kapton/Al/PTFE/Ag/PVDF/Ag/Kapton/Telfon)。

其中，采用Teflon和PDMS进行封装的目的是避免液体泄漏和干扰。

在其中的一些实施例中，Teflonfilm的厚度为100μm。

在其中的一些实施例中，PDMSlayer的厚度为100μm。

在其中的一些实施例中，PDMSlayer为Sylgard184硅橡胶。

对于封装层，其制备过程如下：

将银/聚偏二氟乙烯压电膜/银/聚酰亚胺膜结构与聚四氟乙烯膜/铝电极/聚酰亚胺膜结构复合，形成聚酰亚胺膜/铝电极/聚四氟乙烯膜/银/聚偏二氟乙烯压电膜/银/聚酰亚胺膜结构(Kapton/Al/PTFE/Ag/PVDF/Ag/Kapton)；

将聚酰亚胺膜/铝电极/聚四氟乙烯膜//聚偏二氟乙烯压电膜/银/聚酰亚胺膜/聚四氟乙烯膜结构与特氟龙膜复合，形成特氟龙膜/聚酰亚胺膜/铝电极/聚四氟乙烯膜/银/聚偏二氟乙烯压电膜/银/聚酰亚胺膜/特氟龙膜结构(Telfon/Kapton/Al/PTFE/Ag/PVDF/Ag/Kapton/Telfon)；

将特氟龙膜/聚酰亚胺膜/铝电极/聚四氟乙烯膜/银/聚偏二氟乙烯压电膜/银/聚酰亚胺膜/特氟龙膜结构与聚二甲基硅氧烷膜复合，形成聚二甲基硅氧烷/特氟龙膜/聚酰亚胺膜/铝电极/聚四氟乙烯膜/银/聚偏二氟乙烯压电膜/银/聚酰亚胺膜/特氟龙膜/聚二甲基硅氧烷结构(PDMS/Telfon/Kapton/Al/PTFE/Ag/PVDF/Ag/Kapton/Telfon/PDMS，如图8所示)，以获得纳米发电机(HTP-NG)。

在其中的一些实施例中，采用Teflon和PDMS进行封装的方法为缠绕式包裹。

进一步地，纳米发电机还包括绝缘层。其中，绝缘层设置于摩擦层的两端，并分别与摩擦层、压电层连接。

如图6所示，绝缘层包括若干丙烯酸膜，若干丙烯酸膜构成摩擦层与压电层之间的间隔物(spacer)。

具体地，若干丙烯酸膜对称地设置于摩擦层的两端，每一丙烯酸膜分别与摩擦层、压电层连接。

更具体地，每一丙烯酸膜分别与压电层的银电极、摩擦层的聚四氟乙烯膜连接。

在其中的一些实施例中，丙烯酸膜的厚度为0.8mm。

在其中的一些实施例中，如图7所示，摩擦层为若干个，相邻两摩擦层之间设置绝缘层。具体地，纳米发电机的结构为封装层/摩擦层/绝缘层/……/摩擦层/绝缘层/压电层/封装层。

其中，绝缘层的制备过程如下：

在聚四氟乙烯膜/铝电极/聚酰亚胺膜结构的两端分别设置丙烯酸膜，形成丙烯酸膜/聚四氟乙烯膜/铝电极/聚酰亚胺膜结构(spacer/PTFE/Al/Kaptonfilm)；

进一步地，封装层的制备过程还包括：

将银/聚偏二氟乙烯压电膜/银/聚酰亚胺膜结构与丙烯酸膜/聚四氟乙烯膜/铝电极/聚酰亚胺膜结构复合，形成聚酰亚胺膜/铝电极/聚四氟乙烯膜/丙烯酸膜/银/聚偏二氟乙烯压电膜/银/聚酰亚胺膜结构(Kapton/Al/PTFE/spacer/Ag/PVDF/Ag/Kapton)。

进一步地，在摩擦层为若干个的情况下，封装层的制备过程还包括：

将若干丙烯酸膜/聚四氟乙烯膜/铝电极/聚酰亚胺膜结构与银/聚偏二氟乙烯压电膜/银/聚酰亚胺膜结构依次复合。

本实用新型还提供一种生物植入系统，包括如上所述的纳米发电机和植入装置。其中，植入装置与纳米发电机电性连接，纳米发电机向植入装置供电。

其中，植入装置包括但不限于心脏起搏器、生物传感器等。

本实用新型的优点在于，利用摩擦电效应、压电效应的耦合实现了稳定的直流电流输出，从而可以为各种电子设备提供可再生的电能，克服了已有外接电源储存容量有限且存在污染环境的问题；制备方法简单，便于进行批量生产；性能优异且抗疲劳，不易在外力或振动的作用下出现机械损伤，从而衍生工作寿命；生物相容性好，可以作为植入材料进行植入。

实施例2

本实施例涉及本实用新型的纳米发电机的工作原理及性能测试。

如图8所示，本实用新型的纳米发电机(HTP-NG)的工作原理为摩擦电与压电的组合效应。具体如下：

在初始状态下，由于压电层与摩擦层隔离，因此各个电极(Al电极和Ag电极)之间没有摩擦电势或压电电势。

当向HTP-NG施加力时，PVDF膜将弯曲并在其表面上产生压电电势。同时，弯曲的Ag层的一部分与PTFE层接触，由于摩擦电效应导致PVDF膜与PTFE膜之间的电荷转移。这种电荷转移在PTFE膜上的Al电极和Ag电极之间产生了电位差。当PTFE膜的变形达到最大时，系统建立了新的平衡，其中摩擦电势和压电电势都接近峰值水平。

如果使用外部电路连接这些不同的电极，则在HTP-NG的变形过程中会出现电流。当压力释放时，弯曲的PVDF膜开始恢复其原始状态，因此电子从上Ag电极和Al电极回流到下Ag电极，这将导致外部电路中的反向电流。

如图9所示，与单个摩擦电模块、单个压电模块相比，HTP-NG的肌电转换能力更强。

对于HTP-NG的体外电输出性能，本实用新型采用模态振动器模拟低频下的正常生物力学运动进行测试。如图10所示，HTP-NG的体外电输出性能与其工作面积呈正相关。具体地，当HTP-NG的工作面积从0.5cm×2cm增加到2cm×8cm时，HTP-NG的电压从35V增加到530V。

对于进一步的体外研究和动物研究，综合考虑共形尺寸和输出性能，本实用新型采用工作面积为0.5cm×2cm的HTP-NG。

对于HTP-NG的稳定性和耐久性，本实用新型采用在恒定频率下约5000次机械刺激循环进行测试。如图11a～11b所示，HTP-NG的发电能力无波动，HTP-NG的电压和电流稳定。

对于HTP-NG的密闭性能，本实用新型采用将HTP-NG分别置于空气和PBS溶液中进行检测。如图12所示，与置于空气中相比，置于PBS溶液的HTP-NG的发电性能稳定，表明HTP-NG的密封性能良好，不会出现液体泄漏和干扰。

对于HTP-NG在不同运动干预下的电输出性能，本实用新型分别在手拍打、肘关节运动以及膝关节运动的干预下进行测试。如图13所示，在手拍打的干预下，HTP-NG的电输出信号约为40V。如图14所示，在肘关节运动的干预下，HTP-NG的电输出信号约为10V。如图15所示，在膝关节正常运动的干预下，HTP-NG的电输出信号约为5V；在膝关节跑步运动的干预下，HTP-NG的电输出信号约为10V。由上可知，在不同运动干预下，HTP-NG的电输出性能优异。

对于HTP-NG的植入性，本实用新型将灭菌后的HTP-NG植入至大鼠膝关节前方，并在植入HTP-NG恢复两周后进行测试。如图16所示，在1km/h的运动状态下，HTP-NG的电输出信号约为1V～1.5V。

对于HTP-NG的生物安全性，本实用新型分别对正常软组织以及包埋HTP-NG的软组织(2周时间)进行H&E组化染色测试。如图17所示，与正常软组织相比，包埋HTP-NG的软组织未见异常，表明HTP-NG具有优异的生物相容性，可以作为生物植入材料。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种纳米发电机，其特征在于，包括：

压电层；

摩擦层，所述摩擦层设置于所述压电层的一侧，并与所述压电层产生电荷转移，所述摩擦层包括等离子体蚀刻表面活化后的聚四氟乙烯膜；

封装层，所述封装层分别覆盖所述压电层的外表面、所述摩擦层的外表面。

2.根据权利要求1所述的纳米发电机，其特征在于，所述压电层包括：

聚偏二氟乙烯压电膜；

银电极，所述银电极覆盖所述聚偏二氟乙烯压电膜的表面设置，并形成银/聚偏二氟乙烯压电膜/银结构；

聚酰亚胺膜，所述聚酰亚胺膜覆盖所述聚偏二氟乙烯压电膜的一侧表面设置，并形成银/聚偏二氟乙烯压电膜/银/聚酰亚胺膜结构。

3.根据权利要求2所述的纳米发电机，其特征在于，银/聚偏二氟乙烯压电膜/银结构的厚度为100μm；和/或

所述聚酰亚胺膜的厚度为100μm。

4.根据权利要求1所述的纳米发电机，其特征在于，所述摩擦层包括：

聚四氟乙烯膜，所述聚四氟乙烯膜覆盖所述压电层的一侧表面设置，所述聚四氟乙烯膜由等离子体蚀刻表面活化；

铝电极，所述铝电极覆盖所述聚四氟乙烯膜的外表面设置，并形成聚四氟乙烯膜/铝电极结构；

聚酰亚胺膜，所述聚酰亚胺膜覆盖所述铝电极的外表面设置，并形成聚四氟乙烯膜/铝电极/聚酰亚胺膜结构。

5.根据权利要求1所述的纳米发电机，其特征在于，所述封装层包括：

特氟龙膜，所述特氟龙膜覆盖所述压电层的外表面、所述摩擦层的外表面设置，并形成特氟龙膜/压电层/摩擦层/特氟龙膜结构；

聚二甲基硅氧烷膜，所述聚二甲基硅氧烷膜覆盖所述特氟龙膜的外表面设置，并形成聚二甲基硅氧烷/特氟龙膜/压电层/摩擦层/特氟龙膜/聚二甲基硅氧烷结构。

6.根据权利要求1～5任一所述的纳米发电机，其特征在于，还包括：

绝缘层，所述绝缘层设置于所述摩擦层的两端，并分别与所述摩擦层、所述压电层连接，所述绝缘层包括丙烯酸膜。

7.根据权利要求6所述的纳米发电机，其特征在于，所述摩擦层为若干个，相邻两所述摩擦层之间设置所述绝缘层。

8.根据权利要求6所述的纳米发电机，其特征在于，所述绝缘层包括：

两丙烯酸膜，两所述丙烯酸膜对称地设置于所述摩擦层的两端，每一所述丙烯酸膜分别与所述摩擦层、所述压电层连接。

9.根据权利要求8所述的纳米发电机，其特征在于，所述丙烯酸膜的厚度为0.8mm。

10.一种生物植入系统，其特征在于，包括：

如权利要求1～9任一所述的纳米发电机。

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