[发明专利]一种摩擦纳米发电机及其制备方法、可穿戴设备

权利要求书

1.一种摩擦纳米发电机的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

利用静电纺丝方法制备聚合物纤维网状膜，所述聚合物纤维网状膜作为电负性摩擦层；

制备获得还原氧化石墨烯溶液，或者制备获得在还原氧化石墨烯上负载有金属纳米颗粒或半导体纳米颗粒的还原氧化石墨烯杂化溶液；

通过抽滤的方式将所述还原氧化石墨烯溶液或所述还原氧化石墨烯杂化溶液负载在所述聚合物纤维网状膜上，以在所述聚合物纤维网状膜上形成还原氧化石墨烯膜或还原氧化石墨烯杂化膜，所述还原氧化石墨烯膜或所述还原氧化石墨烯杂化膜作为电荷增强输出层；

在所述电荷增强输出层的表面上形成第一电极层；

制备获得电正性摩擦层，所述电正性摩擦层作为第二电极层；

将所述电荷增强输出层和所述电负性摩擦层作为一个整体，使其与所述第二电极层电连接并形成预设间距，从而获得摩擦纳米发电机。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述利用静电纺丝方法制备聚合物纤维网状膜，包括如下步骤：

将质量浓度为8-15％的聚合物分散到溶剂中，获得聚合物前驱体溶液；

将所述聚合物前驱体溶液加入针筒，利用注射泵控制注射速度为0.6-0.8mL/h，控制所述针筒的针尖到接收端的距离为10-15cm，以及在所述针尖和所述接收端之间加12-15kV高压，以在所述接收端得到纤维，并随时间累积获得纤维网状膜坯料；

将所述纤维网状膜坯料在145-170℃下进行预氧化，从而获得所述聚合物纤维网状膜。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物为聚偏氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚丙烯腈、聚乙烯、聚氯乙烯和聚酰亚胺中的一种或多种的混合物。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述金属纳米颗粒为金纳米颗粒或银纳米颗粒，所述半导体纳米颗粒为二氧化钛纳米颗粒。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述通过抽滤的方式将所述还原氧化石墨烯溶液或所述还原氧化石墨烯杂化溶液负载在所述聚合物纤维网状膜上的步骤中，所抽滤的所述还原氧化石墨烯溶液或所述还原氧化石墨烯杂化溶液的体积为5-20ml。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备获得还原氧化石墨烯溶液，包括如下步骤：

提供氧化石墨烯，将所述氧化石墨烯溶解在去离子水中并超声，获得均相溶液；

将所述氧化石墨烯的还原剂加入所述均相溶液中进行搅拌混合，从而获得还原氧化石墨烯溶液。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述制备获得在还原氧化石墨烯上负载有金属纳米颗粒或半导体纳米颗粒的还原氧化石墨烯杂化溶液，还包括如下步骤：

向所述还原氧化石墨烯溶液中加入金属纳米颗粒或半导体纳米颗粒的前驱体溶液和所述前驱体溶液的还原剂，并搅拌，从而获得负载有金属纳米颗粒或半导体纳米颗粒的还原氧化石墨烯杂化溶液。

8.一种可穿戴设备，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的制备方法制备获得的摩擦纳米发电机，用于为所述可穿戴设备供电。