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“弹指一挥”即可光电双生的柔性电子皮肤
随着现代电子技术的大规模发展，可拉伸电子器件已经逐渐成为该领域的一个研究热点。与传统的硅基电子器件相比，可拉伸器件在保持电学性能的前提下还具有优异的机械变形能力。由于该类器件在经历卷曲、折叠、拉伸等多种变形后依然能够正常运行，因而在可穿戴设备和仿生电子皮肤领域具有十分诱人的应用前景。现阶段，制备出可拉伸的绿色能源供应装置仍然是一个挑战。
近日，清华大学化学系严清峰（点击查看介绍）课题组与中科院北京纳米能源与系统研究所潘曹峰课题组合作，研发了世界上首例光电双模式可拉伸纳米发电机。研究人员首先利用银纳米线制备了可拉伸的透明电极，并据此设计了三明治结构的透明纳米发电机。通过手指的单次触摸即可产生70 V的开路电压，足够直接点亮20只串联的商业LED。该纳米发电机在拉伸至原长的1.5倍状态下依然能够保持出色的电学输出能力，为实现大应变环境下的自驱动系统提供可能。进一步，研究人员将透明纳米发电机与力致发光材料进行了单片集成，打破了传统的纳米发电机只能将机械能转换为电能的局限。集成器件除了电学输出以外，还可以将外加机械信号转变为裸眼可见的光学信号。值得一提的是，集成器件的光学输出同样十分稳定，在超过2000次拉伸-恢复循环后没有明显衰减。
这一研究成果对高效、多样化的利用环境中的机械能具有重要意义，并对未来多功能柔性电子器件的设计提供了新的视角。该工作发表于能源材料领域顶级期刊《Adv. Energy Mater.》，论文第一作者为清华大学博士生方华靖及中科院北京纳米能源与系统研究所博士后王贤迪。
本文作者为：Huajing Fang, Xiandi Wang, Qiang Li, Dengfeng Peng, Qingfeng Yan, Caofeng Pan
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201600829/full
A Stretchable Nanogenerator with Electric/Light Dual-Mode Energy Conversion
Adv. Energy Mater., 2016, DOI: 10.1002/aenm.201600829