动态近场电纺悬浮透明压电纳米纤维网制成的宽带自供能声学传感器

自由悬浮的纳米纤维，如蜘蛛丝，利用其小直径（亚微米）和跨越纤维形态，表现为一种非共振声学传感器。与传统共振声学传感器不同的相关传感特性，可能对开发高灵敏度、宽带可听声传感器以便于环境监测、生物医学诊断和物联网应用具有巨大的兴趣。在此，制造了一种低 packing density 的自由悬浮纳米纤维网，使用压电活性聚合物，展示了一个自供能的声学传感平台，其敏感带宽覆盖200-5000 Hz，且在安全听力声压水平下工作。开发了动态近场电纺技术以原位制作极化的聚（氟化氯乙烯-三氟乙烯）(P(VDF-TrFE))纳米纤维网（平均纤维直径约307纳米），其可见光透过率超过97%。具备跨越悬浮距离3毫米且最小化纤维堆积（约18%纤维下料密度）的能力，单根纳米纤维能够以集体方式自由模仿气流的声驱动波动，压电效应在两个端子电极上收集，以进行直接信号采集。展示了该纳米纤维网在音乐录音中的良好信号保真度应用。