[发明专利]静电发电机及其制备方法和自驱动传感系统

权利要求书

1.一种静电发电机，其特征在于，包括：

弯曲的柔性基底，所述基底的外表面制备有电极层；

贴合在所述基底内表面的高分子薄膜层；

与所述高分子薄膜层边缘粘贴的金属薄膜，所述金属薄膜与所述高分子薄膜之间形成拱形空腔；

其中，所述高分子薄膜层和金属薄膜具有不同的得电子能力。

2.根据权利要求1所述的静电发电机，其特征在于，所述基底包括：

弯曲的有机物衬底；

所述衬底外表面的弯曲动力层；

其中，所述弯曲动力层与有机物衬底具有不同的热膨胀系数。

3.根据权利要求1或2所述的静电发电机，其特征在于，所述高分子薄膜层和/或金属薄膜面向空腔的表面具有微纳结构。

4.根据权利要求1或2所述的静电发电机，其特征在于，还包括全桥整流电路，所述全桥整流电路的两个输入端分别连接所述电极层和所述金属薄膜，所述全桥整流电路的两个输出端为静电发电机的输出端。

5.根据权利要求1或2所述的静电发电机，其特征在于，所述高分子薄膜层为聚对二甲基硅氧烷薄膜；所述金属薄膜为铝箔。

6.根据权利要求2所述的静电发电机，其特征在于，所述有机物衬底为聚酰亚胺；所述弯曲动力层为二氧化硅薄膜。

7.根据权利要求3所述的静电发电机，其特征在于，所述高分子薄膜层和/或金属薄膜面向空腔的表面具有金字塔阵列或立方体阵列的微纳结构。

8.一种静电纳米发动机的制备方法，其特征在于，包括步骤：

提供弯曲的柔性基底；

将高分子薄膜贴合在所述基底的内表面；

在所述基底的外表面制备电极层；

用绝缘胶将所述高分子薄膜的边缘与金属薄膜的边缘粘贴，使所述高分子薄膜与金属薄膜之间形成拱形空腔。

9.根据权利要求8所述静电发电机的制备方法，其特征在于，所述提供弯曲的柔性基底步骤为：

提供平面型有机物衬底；

采用高温沉积方法在所述有机物衬底的上表面制备金属氧化物薄膜层；

将制备有金属氧化物薄膜层的有机物衬底取出冷却至室温，形成弯曲的柔性基底。

10.根据权利要求8或9所述静电发电机的制备方法，其特征在于，

所述将高分子薄膜贴合在所述基底的内表面步骤前还包括：在高分子薄膜的上表面制备微纳米结构；

相应地，将高分子薄膜贴合在所述基底的内表面的步骤为：将高分子薄膜贴合在所述基底的内表面，使所述微纳米结构与所述基底分别位于所述高分子薄膜的上下表面。

11.根据权利要求8或9所述静电发电机的制备方法，其特征在于，

所述用绝缘胶将所述高分子薄膜的边缘与金属薄膜的边缘粘贴步骤前还包括步骤：在所述金属薄膜的上表面制备微纳米结构；

相应地，用绝缘胶将所述高分子薄膜的边缘与所述金属薄膜的边缘粘贴步骤具体为：用绝缘胶将所述高分子薄膜的边缘和所述金属薄膜的边缘粘贴在一起，使所述金属薄膜表面的微纳米结构面向所述高分子薄膜。

12.一种自驱动传感系统，其特征在于，包括：传感发射子系统和信号接收子系统，其中：

传感发射子系统和信号接收子系统都包括：静电发电机、全桥整流器和电池装置；其中

所述静电发电机包括：弯曲的柔性基底，所述基底的外表面制备有电极层；贴合在所述基底内表面的高分子薄膜层；与所述高分子薄膜层边缘粘贴的金属薄膜，所述金属薄膜与所述高分子薄膜之间形成拱形空腔；其中，所述高分子薄膜层和金属薄膜具有不同的得电子能力；

传感发射子系统中还包括信号探测和传输装置，其中，静电发电机用于将机械能转变为电信号，全桥整流器用于将静电发电机产生的电信号转变为直流信号，并传输给电池装置储存电能；电池装置为信号探测和传输装置提供电源；探测和传输装置用于探测待测信息并将信息进行处理后向外发射；

信号接收子系统中还包括信号接收装置，其中，静电发电机用于将机械能转变为电信号，全桥整流器用于将静电发电机产生的电信号转变为直流电信号，并传输给电池装置储存电能；电池装置为信号接收装置提供电源；信号接收装置用于接收所述信号探测和传输装置发射的信号并将信号处理后以可读方式显示。