【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及柔性可穿戴摩擦纳米发电机。
技术介绍
1、近年来，随着科技的不断进步，大量可穿戴电子设备应用于人体，其数量还在持续快速的增长。这些电子设备被广泛应用到健康检测、物联网、人工智能和无线传感等方面，极大的方便和丰富了人们的生活。然而，可穿戴电子设备往往需要频繁地充电或更换电池，限制了其向微小集成化、功能智能化和无线移动化方向的发展，因此急需一种新的方式为这些电子设备充电从而延长它们的续航时间，进一步实现自驱动的可穿戴电子设备。
2、摩擦纳米发电机可以将生活中低频、无序、微弱的动能转化为交变的电能，因此可以作为能量来源来驱动可穿戴电子设备。然而在面向实际的应用中，制备流程简单，成本低廉，性能优异，工作稳定的柔性可穿戴摩擦纳米发电机仍然是一个巨大的挑战。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有的可穿戴电子设备的续航时间短以及在面向实际的应用中，制备流程复杂，成本昂贵，性能较差，工作稳定低的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
3、方案一、基于aptes修饰pan的柔性可穿戴摩擦纳米发电机摩擦层材料的制备方法，包括以下步骤：
4、s1、将聚丙烯腈溶于n,n-二甲基甲酰胺溶液中，加热搅拌得到高聚物前驱体；
5、s2、将3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到所述到高聚物前驱体中，搅拌均匀得到纺丝液；
6、s3、通过静电纺丝工艺将纺丝液制备为纳米纤维薄膜；
7、s4、将制备的纳米纤维
8、进一步的，提供一种优选实施方式，所述s1中得到的高聚物为聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯或聚四氟乙烯。
9、进一步的，提供一种优选实施方式，s1中n,n-二甲基甲酰胺溶液中的溶剂为水、乙醇、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或者n-甲基吡咯烷酮。
10、进一步的，提供一种优选实施方式，s1中n,n-二甲基甲酰胺溶液中高聚物浓度质量百分比为5-20wt％。
11、进一步的，提供一种优选实施方式，s1中加热的温度为50℃-90℃。
12、方案二、基于aptes修饰pan的柔性摩擦纳米发电机摩擦层材料，所述摩擦层材料采用方案一中任意一项所述的方法制备获得。
13、方案三、一种基于上述方案所述的柔性摩擦纳米发电机的制备方法，包括依次层叠的第一导电电极层、第一摩擦层、第二摩擦层和第二导电电极层，其中第二摩擦层为方案二中所述的基于aptes修饰pan的柔性摩擦纳米发电机摩擦层材料。
14、进一步的，提供一种优选实施方式，所述第二摩擦层为聚对苯二甲酸乙二醇酯、热塑性聚氨酯弹性体、聚四氟乙烯或者尼龙66。
15、进一步的，提供一种优选实施方式，所述第一导电电极层和第二导电电极层的材料为金、银、铝、铁、铜、碳纳米管、石墨烯或者富勒烯。
16、进一步的，提供一种优选实施方式，所述第一导电电极层和第二导电电极层的厚度均在60-100μm范围内。
17、本专利技术的有益之处在于：
18、本专利技术提供一种基于aptes修饰pan的柔性可穿戴摩擦纳米发电机摩擦层材料和制备方法，通过对摩擦材料进行了修饰，改善了摩擦起电能力，进而显著的提高了摩擦纳米发电机的输出性能。
19、本专利技术所述的摩擦纳米发电机经过测试结果表明，输出电压可达到404.1v，相较于未改性的pan纤维薄膜，其发电性能提升至原来的2.33倍。
20、本专利技术还适用于聚丙烯腈纳米纤维薄膜的柔性可穿戴摩擦纳米发电机摩擦层材料的制备实验中。
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1.基于APTES修饰PAN的柔性可穿戴摩擦纳米发电机摩擦层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于APTES修饰PAN的柔性可穿戴摩擦纳米发电机摩擦层材料的制备方法，其特征在于，所述S1中得到的高聚物为聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯或聚四氟乙烯。
3.根据权利要求1所述的基于APTES修饰PAN的柔性可穿戴摩擦纳米发电机摩擦层材料的制备方法，其特征在于，S1中N,N-二甲基甲酰胺溶液中的溶剂为水、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或者N-甲基吡咯烷酮。
4.根据权利要求1所述的基于APTES修饰PAN的柔性可穿戴摩擦纳米发电机摩擦层材料的制备方法，其特征在于，S1中N,N-二甲基甲酰胺溶液中高聚物浓度质量百分比为5-20wt％。
5.根据权利要求1所述的基于APTES修饰PAN的柔性可穿戴摩擦纳米发电机摩擦层材料的制备方法，其特征在于，S1中加热的温度为50℃-90℃。
6.基于APTES修饰PAN的柔性摩擦纳米发电机摩擦层材料，其特征在于，所述摩擦层材料采用权利要求1至5中任意一项所述的制
7.一种基于上述方案所述的柔性摩擦纳米发电机的制备方法，其特征在于，包括依次层叠的第一导电电极层(1)、第一摩擦层(2)、第二摩擦层(3)和第二导电电极层(4)，其中第二摩擦层(3)为权利要求6所述的基于APTES修饰PAN的柔性摩擦纳米发电机摩擦层材料。
8.根据权利要求7所述的基于上述方案所述的柔性摩擦纳米发电机的制备方法，其特征在于，所述第二摩擦层(3)为聚对苯二甲酸乙二醇酯、热塑性聚氨酯弹性体、聚四氟乙烯或者尼龙66。
9.根据权利要求7所述的基于上述方案所述的柔性摩擦纳米发电机的制备方法，其特征在于，所述第一导电电极层(1)和第二导电电极层(4)的材料为金、银、铝、铁、铜、碳纳米管、石墨烯或者富勒烯。
10.根据权利要求7所述的基于上述方案所述的柔性摩擦纳米发电机的制备方法，其特征在于，所述第一导电电极层(1)和第二导电电极层(4)的厚度均在60-100μm范围内。
...【技术特征摘要】
1.基于aptes修饰pan的柔性可穿戴摩擦纳米发电机摩擦层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于aptes修饰pan的柔性可穿戴摩擦纳米发电机摩擦层材料的制备方法，其特征在于，所述s1中得到的高聚物为聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯或聚四氟乙烯。
3.根据权利要求1所述的基于aptes修饰pan的柔性可穿戴摩擦纳米发电机摩擦层材料的制备方法，其特征在于，s1中n,n-二甲基甲酰胺溶液中的溶剂为水、乙醇、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或者n-甲基吡咯烷酮。
4.根据权利要求1所述的基于aptes修饰pan的柔性可穿戴摩擦纳米发电机摩擦层材料的制备方法，其特征在于，s1中n,n-二甲基甲酰胺溶液中高聚物浓度质量百分比为5-20wt％。
5.根据权利要求1所述的基于aptes修饰pan的柔性可穿戴摩擦纳米发电机摩擦层材料的制备方法，其特征在于，s1中加热的温度为50℃-90℃。
6.基于aptes修饰pan的柔性摩擦纳米发电机摩...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐琳，侯钰潇，杨龙，董彪，宋宏伟，周青青，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
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