在为电子设备供电并减少对电池的依赖性方面，生物力学能量收集已引起越来越多的关注。有鉴于此，韩国光云大学的Jae Yeong Park等研究人员，报告了人机交互混合生物力学纳米发电机（HMI-HBNG），其中包括使用Halbach磁体阵列和基于叉指电极的摩擦电纳米发电机（TENG）的电磁发电机（EMG）。

本文要点

1）Halbach磁体阵列提高了磁通密度，将EMG的输出功率提高了八倍。

2）在聚四氟乙烯（PTFE）膜中引入纳米线结构，并在尼龙/11膜中引入新颖的相转化技术以进行微观结构改性，可提高TENG的能量收集效率。

3）从不同的角度对HMI-HBNG的性能进行了研究，结果表明在20 m/s²的加速度下，在5 Hz的最佳负载电阻为1.6 kΩ时，最大输出功率密度为185 W/m²。

4）在人体运动实验中，HMI-HBNG在大约10 s的时间内将锂离子电池（18 mAh）从0 V充电至3 V，并同时操作多个电子设备3 min。

5）通过使用定制的电源管理电路，HMI-HBNG可以提供用于驱动多功能智能电子设备（包括蓝牙计算机鼠标，智能手表和智能手机）的自持电源。

这项工作代表了朝着自供电系统和实用电源的重大进步。

参考文献：

S.M. Sohel Rana, et al. A human-machine interactive hybridized biomechanical nanogenerator as a self-sustainable power source for multifunctional smart electronics applications. Nano Energy, 2020.

DOI：10.1016/j.nanoen.2020.105025

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285520306029