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物联网(IoT)的急速成长对人们的常日生涯、临盆筑筑和情况珍爱等方面带来广大容易。传感节点举动IoT中的感知端口，其机动构造对编造的性能安排起着至合首要的用意。守旧的电网供电彰彰不行齐全餍足传感器节点转移式及分散式构造的央浼，而电池供电正在发作较高人力维持本钱的同时也很易惹起情况污染。是以，开垦尺寸幼、输出高、功能褂讪的纳米发电机成为剖析决能量需要题主意最佳选项之一。
基于有机/无机复合资料的柔性压电纳米发电机(PENG)是通过压电效应实行呆板能-电能转换的器件，可网罗如人行走、肌肉拉伸、氛围滚动等低频呆板能。相较于摩擦纳米发电机(TENG)，PENG拥有体积幼、操纵寿命长、受情况身分响幼等上风，但较低的输出局限了其现实操纵。平淡，此类型PENG的电输出功能取决于极化时用意正在压电填料上的有用极化场和受表力时用意正在压电填料间的应力传达结果。然而，举动基体的高分子资料平淡拥有优良的绝缘性，将破费大局部极化电压；同时，正在受到表力用意时，大局部应力也会被柔性基质所汲取而影响其应力传达结果，是以酿成PENG输出不高，这也是局限PENG适用化历程中的瓶颈之一。
由此，途浩为团队安排了一种基于核壳异质构造复合纤维的PENG器件，该构造资料可通过诱导高有用场极化与革新压电填料间应力传达结果机造左右开弓降低PENG的压电输出；继而，通过合理的能量执掌电途安排与PENG纠合实行了通过网罗天然情况中风能的自供电无线)。该压电资料通过附正在复合纤维表壳层的钛酸钡包覆银颗粒(BT@Ag)加强压电填料表貌的极化电势，同时诱导更多应力从纤维资料表部传达给内部压电填料，其功能加强机理可通过多物理场仿线)。基于压电纺丝资料拥有柔性、轻质和对型变敏锐的特征，考虑职员诈骗基于该资料PENG可有用网罗噪音和风力所发作的能量，通过大略的整流电途安排后可为温湿度计、打算器等幼型电子兴办供能(图3)。更为吸引人的是该处事所安排的PENG可与源执掌电途安排、低功耗通讯身手和窄带物联网身手(NB-IoT)相纠合，实行齐全自供电的泥土湿度检测编造的修筑(图4)。
图2 基于守旧静电纺丝和核壳异质构造静电纺丝的(a)极化电势(b)应力传达(c)发作压电势的多物理场仿线 本处事安排的PENG (a)-(c) 关于噪音能量的网罗 (d)-(f) 关于风能的网罗 (g-i) 经整流电途安排实行为幼型电子兴办供能
图4 (a)基于PENG的无线传感监测编造框图 (b)-(d) 本处事基于PENG自供电的泥土湿度无线监测编造安排
该考虑成效以《High performance piezoelectric nanogenerator by fiber microstructure engineering toward self-powered wireless sensing system》为题颁发正在国际顶级期刊
上，物理与电子学院途浩为为第一单元通信作家，哈尔滨理工大学杨文龙，物理与电子学院刘畅与中国科学院宁波资料身手与工程考虑所胡本林考虑员为合伙通信作家。
途浩为，副教练，从事压电、铁电陶瓷资料，无机薄膜资料，压电/摩擦复合纳米发电机安排及其物联网操纵等考虑。主理/插手国度天然科学基金3项，省部天然科学基金5项，国度电网横向项目2项。以第一和通信作家身份正在Nano energy、Small、ACS Appl. Mater. Inter.等着名期刊上颁发多篇论文成效。职掌Nano Today、Nano energy、ACS Appl. Mater. Inter.等学术期刊审稿人。得回河南省教化厅科技成效一等奖2项，开封市天然科学卓绝学术成效二等奖1项。