Dynamische Photomasken‐unterstützte direkte Tintenbeschriftung von Mehrmaterialien für multilevel Triboelektrischen Nanogenerator

Zusammenfassung Triboelektrische Nanogenerator (TENG) Geräte werden umfassend als mechanische Energieerntesysteme und selbstversorgte Sensoren für tragbare Elektronik und physiologische Überwachung untersucht. Die herkömmliche TENG-Herstellung, die Montageprozesse umfasst und die einzige Eigenschaft des Matrixmaterials nutzt, leidet unter einer einfachen Gerätestruktur und einem einzigen Niveau an mechanischer Reaktion für die Sensorik und Energieerzeugung. Hier wird die gedruckte Mehrmaterialmatrix für einen mehrstufig mechanisch reaktiven TENG mit bedarfsorientierter Formrekonfiguration berichtet. Eine Mehrmaterial-3D-Druckmethode unter Verwendung von dynamischer Photomasken-unterstützter direkter Tintenbeschriftung zusammen mit einer zweistufigen härtenden Hybridtinte wird erstmals entwickelt. Mehrmaterialstrukturen mit standortspezifischen Eigenschaften, wie Zugmodul, Bruchspannung und Glasübergangstemperatur für kontrollierte Deformation, Rissausbreitungsweg und sequenzielle Formgedächtnis, werden direkt gedruckt. Die gedruckte Mehrmaterialstruktur mit sequenziellem Deformationsverhalten wird verwendet, um ein mehrstufiges-TENG (mTENG) Gerät für mehrere mechanische Energieerntesysteme und Sensoren herzustellen. Es wird nachgewiesen, dass das mTENG in Schuhsohlen eingebettet werden kann, um sowohl angenehmes Tragen als auch die Überwachung des Bewegungszustands zu ermöglichen. Diese Arbeit bietet einen neuen Ansatz, um den mehrdimensionalen 3D-Druck mit TENG-Geräten für funktionale tragbare Elektronik als Energieerntesysteme und Sensoren zu kombinieren.