[發明專利]摩擦納米發電海綿、自驅動傳感器和智能鞋墊

有效

• 申請號: 202010435503.7
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111654204B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 吳治嶧;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 北京納米能源與系統研究所
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04;H02N1/06;A61B5/103;A61B5/11;A61B5/00;A43B17/02
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;王曉曉

1.一種摩擦納米發電海綿，其特征在于，包括海綿層與柔性導電層，并且在海綿層與柔性導電層的交界面所述柔性導電層對所述海綿層的孔隙產生局部包裹；其中，所述海綿層與柔性導電層層疊設置，或者所述柔性導電層嵌入海綿層的內部；所述柔性導電層的材料為液態導電材料或者凝固前為液態的導電材料。

2.根據權利要求1所述的海綿，其特征在于，當外力作用使所述摩擦納米發電海綿發生形變時，或者海綿表面與外部物體接觸分離過程中，所述摩擦納米發電海綿的導電材料層通過負載接地或者其他導體在其間產生電信號。

3.根據權利要求1或2所述的海綿，其特征在于，所述海綿層的材料為多孔彈性材料。

4.根據權利要求1或2所述的海綿，其特征在于，所述海綿層的材料選自人造海綿或天然海綿。

5.根據權利要求1所述的海綿，其特征在于，所述柔性導電層的厚度范圍為4-0.1mm。

6.根據權利要求1所述的海綿，其特征在于，所述柔性導電層的厚度不超過2 mm。

7.根據權利要求1所述的海綿，其特征在于，所述液態導電材料包括液態金屬及其合金；凝固前為液態的導電材料包括炭黑和/或納米導電材料與可固化的柔性高分子材料混合均勻得到的柔性導電高分子材料。

8.根據權利要求7所述的海綿，其特征在于，所述納米導電材料為導電碳纖維、碳納米管、石墨烯或銀納米線。

9.根據權利要求7所述的海綿，其特征在于，所述柔性導電高分子材料中包括可固化的柔性高分子材料、炭黑、納米導電材料，重量的比例為30:2:1。

10.根據權利要求1所述的海綿，其特征在于，所述海綿為片狀、塊狀、球體、圓柱體或錐體結構。

11.根據權利要求1所述的海綿，其特征在于，還包括中空的間隔層、依次設置有柔性導電層和柔性摩擦層的海綿基底層，其中，

所述海綿、間隔層和海綿基底層依次層疊設置，使所述海綿層與柔性摩擦層相對設置，可以在外力作用下互相接觸分離，在兩個柔性導電層中產生電荷流動；其中，所述柔性摩擦層與所述海綿層的材料不同。

12.根據權利要求11所述的海綿，其特征在于，所述間隔層為海綿材料；所述柔性摩擦層為柔性高分子材料，或者為高分子材料粉末與可固化柔性高分子材料混合獲得。

13.一種自驅動傳感器，其特征在于，包括權利要求1-12任一項所述的摩擦納米發電海綿。

14.一種智能鞋墊，其特征在于，包括權利要求13所述的自驅動傳感器。

15.根據權利要求14所述的鞋墊，其特征在于，包括多個所述自驅動傳感器，通過分析多個自驅動傳感器輸出信號的相位、時間、幅值或頻率特征信號的差異分析得到運動類型或者運動特征。