基于PVDF/纤维素滤纸复合材料的高性能摩擦电纳米发电机，用于物联网辅助的无线传感和能量收集

《Langmuir》：High-Performance Triboelectric Nanogenerator Based on PVDF/Cellulose Filter Paper Composites for Internet of Things-Assisted Wireless Sensing and Energy Harvesting

本研究设计了一种基于PVDF/纤维素滤纸复合膜的压电纳米发电机（TENG），具有高稳定性（230V）、快速响应及精准动作识别能力。该TENG驱动自供电4G系统实现实时信号采集与云端交互，结合深度学习框架显著提升人机交互准确率，为可穿戴设备与健康监测提供创新方案。

　　

具有生物降解特性的多孔结构摩擦电纳米发电机（TENGs）兼具自供电传感和能量收集的双重功能，逐渐成为下一代医疗电子设备的有力候选者。然而，其进一步的应用受到输出性能不足和设备可持续性问题的限制。在这项研究中，我们提出了一种采用聚偏二氟乙烯（PVDF）和纤维素滤纸（CFP）复合膜作为增强型正摩擦层的TENG。这种基于PVDF/CFP的TENG不仅表现出卓越的操作稳定性和高达230伏的开路电压（V_oc），还因其快速响应能力能够实时感知动态机械刺激并精确识别细微动作。在此基础上，我们成功构建了一个自供电传感系统。在该系统中，TENG通过电源管理电路间歇性地为4G通信模块供电，实现实时信号采集、无线数据传输和云端交互。此外，通过集成深度学习辅助的信号处理框架，该系统在识别多种人类行为方面取得了显著的准确性。这项研究为提升TENG在可穿戴设备、健康监测和人机交互领域的功能提供了实用且创新的方法。