[發(fā)明專利]摩擦納米發(fā)電機(jī)及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010970427.X
• 申請(qǐng)日: 2020-09-15
• 公開（公告）號(hào): CN112234859B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江文;朱朋莉;孫蓉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): H02N1/04
• 分類號(hào): H02N1/04
• 代理公司: 深圳中一聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44414
• 代理人: 方良

本發(fā)明屬于可植入式醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種摩擦納米發(fā)電機(jī)及其制備方法。該摩擦納米發(fā)電機(jī)包括相互接觸的第一摩擦層和第二摩擦層，所述第一摩擦層包括層疊設(shè)置的第一基底和第一電極層，所述第二摩擦層包括層疊設(shè)置的第二基底和第二電極層，所述第一電極層含有至少一種第一多肽分子或第一多肽分子衍生物，所述第二電極層含有至少一種第二多肽分子或第二多肽分子衍生物，且所述第一電極層與所述第二電極層相鄰。本發(fā)明以多肽分子材料用于摩擦的電極層中，可以差異化第一摩擦層和第二摩擦層之間的電子得失能力，從而提高電荷轉(zhuǎn)移量，可有效提高摩擦納米發(fā)電機(jī)的電輸出性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于可植入式醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種摩擦納米發(fā)電機(jī)及其制備方法。

背景技術(shù)

植入式醫(yī)療器械(Implantable Medical Devices，IMDs)由于具有使用靈巧和方便、能實(shí)時(shí)監(jiān)控病人健康狀況以及有效地治療各種突發(fā)病癥等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)療中。目前，制約有源IMDs發(fā)展的關(guān)鍵因素主要是能源供給問題。絕大多數(shù)有源式IMDs維持正常工作的能量主要來源于其內(nèi)置電池，而一旦電場(chǎng)能量耗盡，植入式醫(yī)療器械將面臨停止工作的困境，此時(shí)需要手術(shù)取出器件以更換電池等一系列繁瑣操作來延續(xù)器件正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

當(dāng)前，電子產(chǎn)品由于更新?lián)Q代及破損等原因，導(dǎo)致每年在全球各地不斷地產(chǎn)生大量的電子垃圾(E-waste)。這些廢棄的電子垃圾通常含有大量的有毒有害金屬或非金屬元素，傳統(tǒng)的填埋及焚燒處理方法對(duì)水源、土地及空氣等人類生存環(huán)境具有災(zāi)難性后果。因此開發(fā)低毒性、環(huán)境友好、可再生、可降解的新型材料來替代目前電子產(chǎn)品部分元器件或制備具有完全零廢物排放的新型電子設(shè)備是未來主流發(fā)展方向。瞬態(tài)電子是近年來發(fā)展起來的一種新興電子器件制備技術(shù)。它是指器件在完成指定功能后，其物理形態(tài)和功能可以在外界刺激觸發(fā)下立即發(fā)生部分消失或者完全消失。瞬態(tài)電子技術(shù)的出現(xiàn)可以極大地改善傳統(tǒng)意義上電子產(chǎn)品報(bào)廢以后產(chǎn)生的嚴(yán)重E-waste污染問題。將瞬態(tài)電子技術(shù)應(yīng)用于IMDs領(lǐng)域，器件在完成使用功能后，可以在生物體內(nèi)發(fā)生降解被人體代謝或吸收，病人就可以避免進(jìn)行二次手術(shù)移除器件過程，這將極大地減輕病人的痛苦、降低潛在的手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和炎癥反應(yīng)、減少醫(yī)療成本和防止醫(yī)療資源浪費(fèi)。

摩擦納米發(fā)電機(jī)(Triboelectric Nanogenerator，TENG)是近年來開發(fā)出的一種新型能量采集技術(shù)，它已被證明可以有效地在生物體體內(nèi)收集組織或器官運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的機(jī)械能并將其轉(zhuǎn)化為電能輸出。而TENG轉(zhuǎn)化得到的電能輸出可以給IMDs電池充電，從而極大地延長(zhǎng)了IMDs的使用壽命，同時(shí)也為IMDs能量來源提供一種全新的選擇方式。

目前報(bào)道的全可降解摩擦納米發(fā)電機(jī)所選取的摩擦材料的組成成分比較單一，這將使得摩擦層材料之間的電子得失能力相近或相同，從而得到較低的摩擦電荷轉(zhuǎn)移量，進(jìn)而導(dǎo)致摩擦納米發(fā)電機(jī)電輸出性能低下。

因此，現(xiàn)有技術(shù)有待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種摩擦納米發(fā)電機(jī)及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有摩擦納米發(fā)電機(jī)摩擦電荷轉(zhuǎn)移量低，從而影響電輸出性能的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明一方面提供一種摩擦納米發(fā)電機(jī)，包括相互接觸的第一摩擦層和第二摩擦層，所述第一摩擦層包括層疊設(shè)置的第一基底和第一電極層，所述第二摩擦層包括層疊設(shè)置的第二基底和第二電極層，所述第一電極層含有至少一種第一多肽分子或第一多肽分子衍生物，所述第二電極層含有至少一種第二多肽分子或第二多肽分子衍生物，且所述第一電極層與所述第二電極層相鄰。