静电触觉传感器的研制

在物联网(IoT)驱动的超互联世界中，超微型、低功耗、可随时随地收发信号和信息的传感器和设备将成为人们生活中不可或缺的一部分。一个重要的问题是不断地给连接到系统的无数电子设备供电。这是因为使用传统的充电和更换方法很难减小电池的尺寸和重量。

这个问题的一个可能的解决方案是部署摩擦发电机。它们通过不同材料之间的接触产生摩擦电，并以半永久的方式产生能量，就像静电一样。

由李善基博士领导的韩国科学技术研究所(KIST)的一组研究人员开发了一种触摸传感器，通过波纹结构的二硫化钼将摩擦电效率提高了40%以上。这一突破是与全北大学高级材料工程教授郑昌圭合作的结果。

一般的摩擦发电机不能用于可穿戴电子设备，因为它们必须太大太重，以至于不能提高产生足够功率的能力。目前，正在进行的研究涉及应用具有优异物理性能的原子薄二维半导体材料作为摩擦发电的活性层。

产生的摩擦电强度根据接触的两种材料的类型而变化。在过去对二维材料的研究中，电荷和绝缘材料的转移并不顺利，这大大降低了摩擦电产生的能量输出。

在目前的研究中，联合研究小组调整了二维半导体二硫化钼(MoS 2)的性质，并改变了其结构，以提高摩擦发电的效率。在半导体制造过程中应用的强热处理期间，材料起皱，这导致材料起皱并施加内应力。这些褶皱增加了单位面积的接触面积，由此产生的褶皱MoS 2器件可以产生比平面相应器件多40%的功率。此外，即使重复10，000次后，摩擦电输出在循环实验中仍保持稳定水平。

通过将这种皱巴巴的二维材料应用于触摸板或触摸屏显示器中的触摸传感器，联合研究小组提出了一种重量轻、灵活的自供电触摸传感器，无需电池即可工作。这种发电效率高的触摸传感器对刺激敏感，即使在没有任何电源的小力下也能识别触摸信号。

KIST的seong-Ki Lee博士说：“控制半导体材料的内应力在半导体工业中是一项有用的技术，但这是第一次同时实现涉及二维半导体材料的合成和应用的材料合成技术的内应力.提出了一种通过材料与聚合物结合来提高摩擦发电效率的方法，这将成为开发基于二元结构的下一代功能材料的催化剂。次元物质。”