综述:钛基催化剂材料掺杂增强MgH2储氢性能的研究进展与文献计量分析

【字体: 时间:2025年08月10日 来源:Materials Science in Semiconductor Processing 4.6

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  (编辑推荐)本综述系统梳理了智能摩擦电材料(TENG)在电子皮肤(e-skin)中的分子设计与复合策略,从1D纤维、2D织物/薄膜到3D凝胶的多维度功能整合,涵盖拉伸性、自修复、防水透气等关键特性,并阐述其在医疗监测、运动传感与人机交互(HMI)中的前沿应用,为下一代自供电可穿戴系统提供设计范式。

  

智能摩擦电材料驱动电子皮肤革新

智能摩擦电材料

随着科技发展,智能摩擦电材料从单一功能向多功能集成演进。1D纤维通过静电纺丝技术实现高灵敏度;2D织物/薄膜通过微纳结构设计增强电荷转移效率;3D水凝胶则结合导电聚合物赋予材料自修复特性。例如,聚二甲基硅氧烷(PDMS)与碳纳米管(CNT)复合的薄膜可实现>500%的拉伸率,而聚乙烯醇(PVA)基水凝胶在断裂后30分钟内自修复率达90%。

功能特性突破

电子皮肤需模拟天然皮肤的六大特性:

  • 拉伸性:仿生蛇形电路设计使器件耐受200%形变;

  • 自修复:动态二硫键交联网络实现室温自愈合;

  • 防水透气:多孔聚四氟乙烯(ePTFE)膜平衡液态水阻隔与水蒸气透过;

  • 生物相容性:丝素蛋白(SF)基底减少炎症反应,适用于长期植入。

医疗监测应用

基于TENG的脉搏传感器可检测0.1 Hz级低频振动,灵敏度达1.83 V/kPa;糖尿病监测贴片通过汗液葡萄糖浓度变化产生电信号,误差<5%。

运动传感与人机交互

嵌入运动服的摩擦电纤维阵列可识别12种瑜伽动作,响应时间<20 ms;手势识别手套通过电荷分布映射实现盲文实时翻译,准确率98.7%。

未来挑战

当前材料耐久性(>10万次循环)与复杂环境(湿度>90%)稳定性仍是瓶颈,机器学习辅助材料筛选或成突破方向。

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