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用于乳腺癌标志物检测的自供电光电化学传感器
1
作者 卢鹏 郭青芳 +5 位作者 汪雪 吕东 陈金贵 张诺 冷东全 魏琴 《济南大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第6期787-798,共12页
为了检测人表皮生长因子受体2,构建一种新型的自供电光电化学传感器;以铟锌硫化物、铟镁硫化物、钠离子、钾离子掺杂的亚甲基蓝(MB)敏化的碳化氮复合物ZnIn_(2)S_(4)/MgIn_(2)S_(4)/NaKC_(3)N_(4)-MB作为光电阳极,金属炔基聚合物苯基乙... 为了检测人表皮生长因子受体2,构建一种新型的自供电光电化学传感器;以铟锌硫化物、铟镁硫化物、钠离子、钾离子掺杂的亚甲基蓝(MB)敏化的碳化氮复合物ZnIn_(2)S_(4)/MgIn_(2)S_(4)/NaKC_(3)N_(4)-MB作为光电阳极,金属炔基聚合物苯基乙烯基铜(PPhECu)纳米棒作为光电阴极,采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对复合物进行表征,并进行光电化学检测。结果表明:光活性ZnIn_(2)S_(4)/MgIn_(2)S_(4)/NaKC_(3)N_(4)-MB光电阳极中异质结构的形成加速了光生电子的转移,使其具有优异的光电性能,能够作为对电极为传感系统提供电子;集成的光电阳极和光电阴极的自供电光电化学检测模式可消除生物样品中还原性物质的干扰,显著提高光电化学传感器的抗干扰能力及检测灵敏度,检测质量浓度范围为5×10^(-5)~200 mg/L,检测限为0.0156 ng/L。 展开更多
关键词 光电化学 自供电传感器 光电阳极 光电阴极 光生电子
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基于摩擦发电的自供电加速度传感器实验设计及应用 被引量：3
2
作者 刘超然 王益哨 +3 位作者 方灵星 董林玺 陈龙 王高峰 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2020年第11期116-119,124,共5页
摩擦纳米发电机因其制备简单、瞬时功率大、成本低等优势,在环境能量采集和自供电传感器设计方面具有广泛的应用前景。为了激发学生对这一前沿领域的兴趣和科研热情,拓宽学生的知识面,该文设计了基于摩擦发电的高灵敏度自供电加速度传... 摩擦纳米发电机因其制备简单、瞬时功率大、成本低等优势,在环境能量采集和自供电传感器设计方面具有广泛的应用前景。为了激发学生对这一前沿领域的兴趣和科研热情,拓宽学生的知识面,该文设计了基于摩擦发电的高灵敏度自供电加速度传感器。通过选取摩擦静电序列差异较大的摩擦副材料,提高传感器的输出性能。金属质量块置于摩擦副的上表面,通过响应环境振动信号来驱动摩擦层进行接触分离运动,使传感器输出与振动信号振幅对应的电信号。实验结果表明,所研制的传感器无需外界电源供电,其输出灵敏度高达20.4 V/(m·s^–2),可广泛用于实验室物品掉落、倾倒、人体摔倒等振动信号检测。相关教学实验提高了学生的科研素养、创新思维和工程实践能力。 展开更多
关键词 摩擦发电 高灵敏度 自供电传感器 教学实验
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振动俘能的自供电无线传感器节点设计 被引量：4
3
作者 韦永祥 陈仲生 +1 位作者 陈志文 杜思俊 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第3期79-83,共5页
振动俘能是实现无线传感器自供电的有效技术途径,但如何提高低频小幅振动下的电能转换与管理效率是一个难点,为此提出了电磁式振动俘能器和电能管理电路优化设计方法。首先,提出了一种双涡旋平面弹簧电磁式振动俘能器,并对其结构参数进... 振动俘能是实现无线传感器自供电的有效技术途径,但如何提高低频小幅振动下的电能转换与管理效率是一个难点,为此提出了电磁式振动俘能器和电能管理电路优化设计方法。首先,提出了一种双涡旋平面弹簧电磁式振动俘能器,并对其结构参数进行了有限元仿真分析与优化;然后,基于BQ25570芯片设计了一种电能管理电路,并针对无线传感器节点功耗需求对电路参数进行了优化;最后,设计了自供电无线温度传感器节点对振动俘能器及其电能管理电路进行实验测试。测试结果表明:在52 Hz和0.5 gn低频小幅振动激励下,振动俘能器最大开路电压为7.5 V,电能管理电路最大平均输出功率达到38 mW,工作频带为4 Hz左右,实现了无线温度传感器模块的自供电。 展开更多
关键词 振动俘能 双涡旋平面弹簧 电能管理 自供电无线传感器 有限元仿真
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基于周期性穿孔悬臂梁的压电俘能器数值仿真研究
4
作者 崔新风 徐思朋 +1 位作者 黄孝清 牟恺宁 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2025年第1期158-165,共8页
针对海洋监测等小型传感器无法长期稳定供电问题,压电俘能器提供了一种新的解决方案。本文提出了一种基于周期性穿孔梁的压电俘能器,它可以有效地将清洁能源(如波浪能)中的振动能转化为电能。本文首先建立了压电能量俘获结构的机电频响... 针对海洋监测等小型传感器无法长期稳定供电问题,压电俘能器提供了一种新的解决方案。本文提出了一种基于周期性穿孔梁的压电俘能器,它可以有效地将清洁能源(如波浪能)中的振动能转化为电能。本文首先建立了压电能量俘获结构的机电频响函数模型;然后在理论分析基础上,对与穿孔基底层相关的参数进行了敏感度分析;最后采用有限元方法进行了数值仿真研究。研究结果表明,基底层的厚度和填充率同峰值电压的相关度最为显著,而穿孔数与峰值电压的相关度最不显著。基底层厚度减小、填充率减小和穿孔数增多都有助于降低谐振频率,并提高峰值电压输出。仿真结果表明,与传统无孔结构相比,穿孔结构的谐振频率最大降低了22.63%,而峰值电压最大提高了61.54%。 展开更多
关键词 海洋传感器自供电 压电俘能器 周期性穿孔悬臂梁 参数敏感度 谐振频率 峰值电压
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包缠复合纱摩擦纳米发电机的制备及其电学性能 被引量：2
5
作者 马丽芸 吴荣辉 +2 位作者 刘赛 张玉泽 汪军 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期53-58,共6页
为制备基于涤/棉与导电锦纶长丝包缠复合纱的摩擦纳米发电机,以涤/棉混纺纱为皮层,导电锦纶长丝为芯层,通过空芯锭花式加捻技术,将涤/棉混纺纱均匀包缠在导电锦纶长丝上,得到基于复合纱的摩擦纳米发电机。通过研究基于包缠复合纱的摩擦... 为制备基于涤/棉与导电锦纶长丝包缠复合纱的摩擦纳米发电机,以涤/棉混纺纱为皮层,导电锦纶长丝为芯层,通过空芯锭花式加捻技术,将涤/棉混纺纱均匀包缠在导电锦纶长丝上,得到基于复合纱的摩擦纳米发电机。通过研究基于包缠复合纱的摩擦纳米发电机的电量输出性能,结果表明:该摩擦纳米发电机具有优异的电学能量输出性能,其电量输出值随着复合纱长度的增加而增加,25 cm长可产生23.44 V的开路电压,短路电流和短路电荷量分别可达76.19 nA和7.86 nC;接触分离频率在0.5~2.5 Hz范围内,输出电量值随着频率的升高而不断增加;该发电机在1 Hz频率条件下循环1000次具有极好的稳定性。此类基于复合纱的摩擦纳米发电机可作为自供电传感器,用于摩斯密码的信息传递。 展开更多
关键词 包缠复合纱 空芯锭花式捻线机 摩擦纳米发电机 自供电传感器 智能纺织品
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基于激光诱导石墨烯电极的摩擦纳米发电机 被引量：3
6
作者 李昌恒 黄正勇 +3 位作者 李剑 陶璐琪 夏圣垣 李稳 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期2033-2040,共8页
随着物联网和人工智能的迅速发展,传感器的供能问题成为限制电力物联网进一步发展的关键因素之一。摩擦纳米发电机作为一种高效、环保、低成本的收集环境能量的新技术,在自供电传感领域具有优势明显的应用潜力。为此介绍了一种基于激光... 随着物联网和人工智能的迅速发展,传感器的供能问题成为限制电力物联网进一步发展的关键因素之一。摩擦纳米发电机作为一种高效、环保、低成本的收集环境能量的新技术,在自供电传感领域具有优势明显的应用潜力。为此介绍了一种基于激光诱导石墨烯电极的摩擦纳米发电机,使用石墨烯电极代替传统的金属电极,不但大大简化了摩擦纳米发电机的制备工艺,降低了摩擦纳米发电机的生产成本,同时还拥有优异的输出性能,在80MΩ的阻抗下的功率可达456.3 mW/m^(2)。对基于激光诱导石墨烯电极的摩擦纳米发电机进行了基础输出性能测试,探究了激光功率对其输出性能的影响,并可用其监测门、抽屉等可活动物体的开关状态。该研究有利于推动摩擦纳米发电机的大规模应用,为解决电力物联网的传感器供能问题提供了一个新的思路。 展开更多
关键词 摩擦纳米发电机 激光诱导石墨烯 自供电传感器 智能电网 状态监测
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导电水凝胶基摩擦纳米发电机的性能优化与应用研究进展 被引量：2
7
作者 杨宇 王洋 +3 位作者 刘国龙 吴辰 刘玉 姜炜坤 《中国造纸》 CAS 北大核心 2023年第5期22-36,共15页
近年来,摩擦纳米发电机(TENG)作为新兴的供能装备备受关注,水凝胶作为一种集透明、柔性、导电和自愈合等性能于一体的多功能材料,成为制备TENG的热门材料,本文首先对TENG的基本原理进行了介绍,对水凝胶基TENG在输出性能、环境适应性能... 近年来,摩擦纳米发电机(TENG)作为新兴的供能装备备受关注,水凝胶作为一种集透明、柔性、导电和自愈合等性能于一体的多功能材料,成为制备TENG的热门材料,本文首先对TENG的基本原理进行了介绍,对水凝胶基TENG在输出性能、环境适应性能及自愈合性能等热点研究的最新报道进行了系统的归纳与总结,详述了其在自供电传感器、能量采集设备、生物医疗及人机交互等方面的应用,总结了当前水凝胶基TENG面临的主要挑战,并对其潜在的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 水凝胶 摩擦纳米发电机 自供电传感器 能量收集 生物医疗
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用于收集岸基海浪能的弹簧辅助摩擦纳米发电机 被引量：2
8
作者 徐庆跃 潘远超 +5 位作者 马浩翔 李长征 刘炜灏 薛亮 韩昌报 杨阳 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期176-183,共8页
海浪能取之不尽,用之不竭,是最重要的可再生能源之一,具有广阔的发掘潜力。本文提出一种用于收集岸基海浪能的新型弹簧辅助摩擦纳米发电机(spring-assisted triboelectric nanogenerator,SS-TENG)。SS-TENG通过“海浪-浮台-弹簧”传动... 海浪能取之不尽,用之不竭,是最重要的可再生能源之一,具有广阔的发掘潜力。本文提出一种用于收集岸基海浪能的新型弹簧辅助摩擦纳米发电机(spring-assisted triboelectric nanogenerator,SS-TENG)。SS-TENG通过“海浪-浮台-弹簧”传动结构实现海浪能的转化,避免了与海水直接接触,减少了腐蚀环境对发电模块的损坏。SS-TENG通过两种方式显著增强了输出性能,一是利用发电模块中弹簧弹性势能的释放增大各个摩擦纳米发电机(triboelectric nanogenerator,TENG)单元电极层与介电层的瞬间接触速度,使得单个TENG单元输出的峰值电流(peak current,IP)从7.36μA增加到12.12μA;二是利用发电模块中各个TENG单元间的同步运动,将它们进行简单的并联即可实现输出的大幅增加,使得单个TENG单元输出的IP从12.12μA增加到4个并联的43.86μA。SS-TENG转化成的电能可为数字计算器充电并成功点亮160盏LED灯,验证了SS-TENG的输出能力。SS-TENG结构简单、制作成本低、输出性能及工作的长期稳定性较好,为岸基海浪能的高效收集及自供电传感器发展提供了新的技术手段。 展开更多
关键词 摩擦纳米发电机 接触-分离式 弹性势能 岸基海浪能 自供电传感器
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非闭合式磁心感应取能供电模块功率输出研究
9
作者 杨洋 许晓彦 +1 位作者 刘鹏 李伟 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2023年第2期12-19,共8页
为了解决在线监测传感器广泛应用于地下高压交流电缆时的能量供应问题,本文针对电缆附近丰富变化的磁场,设计了非闭合式磁心磁感应取电模块为传感器自供电。通过理论研究和有限元分析仿真建立了磁感应取电模块的功率输出模型,对磁心域... 为了解决在线监测传感器广泛应用于地下高压交流电缆时的能量供应问题,本文针对电缆附近丰富变化的磁场,设计了非闭合式磁心磁感应取电模块为传感器自供电。通过理论研究和有限元分析仿真建立了磁感应取电模块的功率输出模型,对磁心域的尺寸和形状进行优化设计。并用功率密度概念描述磁心的磁感应取电效率,通过等效可抽动式磁心的应用来提高磁心功率密度。再根据要求对绕在磁心上线圈域的匝数和线径进行设计,并基于谐振原理来提高系统带载能力。最后优化设计出适用于电缆的直角形抽动磁心取电模块。磁感应取电模块感应出的电压通过电能变换管理电路来获得稳定可靠的输出电压,可实现在线监测传感器的电源供应自给自足。 展开更多
关键词 高压电缆监测 传感器自供电 非闭合式磁心 磁感应取电模块 功率密度
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可穿戴设备的能源供给研究进展 被引量：5
10
作者 梁嘉文 李婷婷 +4 位作者 严占林 张斌 曹重阳 傅智芳 陈乃超 《现代纺织技术》 北大核心 2023年第1期28-39,共12页
随着人工智能和物联网技术的快速发展,智能可穿戴技术逐渐成熟并得到了广泛应用,各行业对智能可穿戴设备能源供给的持续性和独立性的需求越来越高。同时,为满足低能耗、高效率的设备要求,开发从人类生理和外部环境直接获取能源,强化能... 随着人工智能和物联网技术的快速发展,智能可穿戴技术逐渐成熟并得到了广泛应用,各行业对智能可穿戴设备能源供给的持续性和独立性的需求越来越高。同时,为满足低能耗、高效率的设备要求,开发从人类生理和外部环境直接获取能源,强化能源供给独立性的技术需求越来越迫切。本文针对可穿戴设备的能源供给进行了综述,首先介绍了微能采集和能量储存两个部分的研究现状,列举了两者集成的应用研究;其次论述了微能采集和能量储存技术与自供电传感器结合的研究方向;最后对可穿戴设备供电的未来发展进行了展望。本文有利于促进可穿戴设备在智能持续化巡检中的应用,为供能行业的创新发展提供参考。 展开更多
关键词 可穿戴设备 集能与储能 自供电传感器 集成技术
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