基于生物相容性木质素衍生活性炭的微空间摩擦电纳米发电机，用于先进的主动传感应用

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Microspace Triboelectric Nanogenerator Based on Biocompatible Lignin-Derived Activated Carbon for Advanced Active Sensing Applications

微空间摩擦纳米发电机（MS-TENG）通过木质素衍生活性炭（LDAC）摩擦电极设计，有效降低环境干扰，显著提升运动检测灵敏度。研究证实MS-TENG阵列在低压环境下灵敏度提高2倍，斜率达12.1V/Hz，为物联网和可穿戴传感器提供高可靠性解决方案。

　　

摩擦电纳米发电机（TENGs）具有诸多优势，如自供电能力、高灵敏度和结构适应性。这些特性使它们成为物联网（IoT）和主动传感器等应用领域的理想候选者。然而，传统基于TENG的传感器的灵敏度极易受到环境因素的影响，因为摩擦电活性区域直接暴露在周围环境中。因此，本文提出了一种策略，即使用生物基木质素衍生活性炭（LDAC）作为摩擦正电极，将微型摩擦电纳米发电机（MS-TENG）集成到传感器中，从而减少摩擦层的环境影响，以实现更先进的主动传感器应用。MS-TENG凭借其优异的物理化学性能（如高表面积、多孔结构、多种含氧表面官能团和导电性）表现出极高的灵敏度。此外，MS-TENG阵列结构可用于实时电压采集，能够精确检测微小的身体运动。特别是，这种基于MS-TENG的主动传感器在元宇宙环境中能够成功区分运动数据（例如手指和手腕的动作），显示出其作为高度可靠传感设备的潜力。更重要的是，在低压环境下（<4 nPa），该设备的灵敏度提高了两倍（灵敏度斜率约为12.1 mV）。