近場電紡織技術製作可撓與高透明之無電池物聯網感測器(1/3)

此研究係延續104年度科技部計晝”利用近場電紡織技術製作高透明、可撓式奈米發電機，應用 於主動式傳感器、復健形變偵測器，MOST 104-2221-E-008 -021”之延續性研究，利用近場電紡織技 術(Near-field electrospinning, NFES)沉積奈米纖維，整合不同製造技術與新興奈米材料，包含使 用石墨烯、3D-print不同曲面形狀基板作為電極，製成全透明之奈米感測器，結合靜電式 (triboelectric)發電機以增加功率輸出。預計以三年期間，分別開發：第一年以直寫方式將壓電高分 子材料聚偏氟乙烯（polyvinylidene fluoride，PVDF)利用NFES將奈米纖維排列在可撓性與高透光率 石墨烯基底上製成奈米發電機，預計達成之技術規格：sheet resistance〜1000 ohm/square, optical transmittance ~85%, Area power density 6. 75 W/m2;目前國際領先指標規格為：Piezoelectric NWs voltage 10V [1]。第二年利用NFES直線與3D-print不同曲面形狀基板做成壓電發電機。預計達成技 術規格：壓電電壓/電流輸出可達13V/0.85pA，靜電電壓/電流輸出可達20V/1.2pA，最高輸出功率約 為0.68mW，目前國際領先指標規格為：壓電電壓/電流輸出為0.4V/5nA、靜電電壓/電流輸出為 0.8V/20nA [2]。第三年利用奈米纖維(PVDF)做成穿戴式裝置，不需另行供電之動作感知器。預計達 成技術規格為：可擷取震動產生電能6-8V，預期感知作動時可直接驅動控制器本體。目前國際領先指 標中，利用高敏感度感知器改變電阻的方式進行控制，控制器所需工作電壓為3〜5V,但在實體方面仍 須外加電源驅動[3]。