基于液态金属电极的可拉伸摩擦纳米发电机及其制备方法

摘要

本发明提供了一种基于液态金属电极的可拉伸摩擦纳米发电机，包括：可拉伸摩擦层，其内限定一封闭腔体；液态金属电极，其是由液态金属填充在所述封闭腔体内而形成；和导线，其一端与所述液态金属电极相接触，另一端由所述可拉伸摩擦层伸出以连接外电路；其中，所述可拉伸摩擦层与待接触物体发生摩擦以产生电荷，并在所述可拉伸摩擦层与所述待接触物体分开和/或再接触时诱导所述液态金属电极发生电荷流动，从而产生电信号，并通过所述导线输出所述电信号；其中，所述液态金属的材料选择成在常温下呈液态的合金或金属。本发明中摩擦纳米发电机不会产生由于长期的机械运动造成形变难以恢复，材料磨损等问题。

权利要求

1.一种基于液态金属电极的可拉伸摩擦纳米发电机的制备方法，包括如下步骤：将预定比例的可拉伸摩擦层前驱体和固化剂均匀混合，所述预定比例为10-100:1；

将混合后的可拉伸摩擦层前驱体和固化剂置入模具中进行固化，以形成可拉伸摩擦层，所述可拉伸摩擦层内限定一封闭腔体，固化时间为1-10h；

将导线插入所述可拉伸摩擦层中，使得所述导线的一端伸入所述封闭腔体，另一端由所述可拉伸摩擦层伸出；

向所述封闭腔体内注入液态金属，以形成液态金属电极。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，将混合后的可拉伸摩擦层前驱体和固化剂置入模具中进行固化，以形成可拉伸摩擦层，包括如下步骤：将混合后的可拉伸摩擦层前驱体和固化剂置入模具中进行固化，以形成第一摩擦层，所述第一摩擦层内具有从其表面开始沿其厚度方向延伸的第一凹部；

将混合后的可拉伸摩擦层前驱体和固化剂置入模具中进行固化，以形成第二摩擦层，所述第二摩擦层内具有从其表面开始沿其厚度方向延伸的第二凹部；

将所述第一摩擦层的表面设置成紧贴在所述第二摩擦层的表面，以使得所述第一凹部和所述第二凹部一起限定形成所述可拉伸摩擦层的封闭腔体。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，将混合后的可拉伸摩擦层前驱体和固化剂置入模具中进行固化，以形成可拉伸摩擦层，包括如下步骤：将混合后的可拉伸摩擦层前驱体和固化剂置入模具中进行固化，以形成空心管状的摩擦层本体，所述空心管状的内腔构成所述封闭腔体；

将所述摩擦层本体的两端分别进行密封。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述方法还包括以下步骤：将各个摩擦纳米发电机之间交错换位呈编织状排布，以形成编织状摩擦纳米发电机。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述可拉伸摩擦层为空心环状，所述空心环状的内腔构成所述封闭腔体。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其中，在将导线插入所述可拉伸摩擦层中，使得所述导线的一端伸入所述封闭腔体，另一端由所述可拉伸摩擦层伸出之后、向所述封闭腔体内注入液态金属，以形成液态金属电之前，还包括如下步骤：利用所述可拉伸摩擦层前驱体和所述固化剂的混合物对所述第一摩擦层和所述第二摩擦层的接触部位进行密封，并排出所述密封腔体的空气。

7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述向所述封闭腔体内注入液态金属之后，还包括如下步骤：利用所述可拉伸摩擦层前驱体和所述固化剂的混合物对注入所述液态金属时遗留在所述可拉伸摩擦层的表面的注入孔进行密封。

说明书

基于液态金属电极的可拉伸摩擦纳米发电机及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及摩擦纳米发电机领域，特别是涉及一种基于液态金属电极的可拉伸摩擦纳米发电机及其制备方法。

背景技术

[0002] 随着社会的进步和人们生活水平的提高，柔性电子器件和智能可穿戴产品受到了越来越多的关注。人工电子皮肤、柔性触摸显示屏、智能手表、健康和运动监测产品等出现在人们的工作和生活中。这些柔性电子器件需要有配套的电池才能够正常工作，而目前的电池不仅不具备自充电功能，而且续航时间短，这大大限制了柔性电子器件的实际应用效果。

[0003] 目前最广泛的应用是将光伏太阳能电池模块和超级电容器或锂离子电池等结合，使得能量收集器件和高能量的存储设备直接集成应用到可穿戴电子系统中。然而，太阳能电池的工作条件取决于天气情况和昼夜交替等外界因素，因此，太阳能电池在长时间持续供电方面有很大的局限性。

[0004] 摩擦纳米发电机的诞生为这些问题提供了有效的解决途径。凭借着质量轻、体积小、结构简单、集成度高、用材便宜、可收集多样运动模式等优点，摩擦纳米发电机在用于人类机械运动能量收集上展现了巨大的优势。它通过收集人体不规则运动产生的机械能并将其转化为电能，可以实现随时随地为可穿戴电子设备供能。摩擦纳米发电机主要由摩擦材料和电极材料两部分组成，因此在制备可拉伸摩擦纳米发电机的过程中，需要寻求柔性的摩擦材料和电极材料。对于电极材料来说，传统的电极材料多采用金属箔或其他硬性材料，而这些材料在可穿戴设备的应用中会受到极大的限制。由于在长期的摩擦或者弯折过程中，这些硬性材料将会发生不可逆转的形变或者损坏，对可穿戴设备的供电将会有很大局限性。

发明内容

[0005] 本发明的发明人详细分析已有柔性电子器件的缺陷，并对现有的摩擦材料进行仔细研究，发现为了满足柔性电子器件对电源柔性的特殊要求，需要开发一种可拉伸的摩擦纳米发电机，以作为柔性电子器件的电源。而现有的摩擦纳米发电机中大多为硬质材料，所以可拉伸摩擦纳米发电机对寻找可拉伸摩擦材料和可拉伸电极提出了一种新的挑战。发明人经过大量实验发现，有机硅橡胶具有良好的摩擦输出性能，液态金属可以满足可拉伸电极的要求。

[0006] 本发明一个目的是要克服现有的摩擦纳米发电机电极材料易于损坏的缺点，将液态金属作为摩擦纳米发电机的电极材料。通过将液态金属注射进密封好的有机硅橡胶腔体中，制成单电极模式的摩擦纳米发电机。该过程操作简单，无毒性且可实现大规模生产。

[0007] 本发明的一个进一步的目的是满足当代社会对于便携式可穿戴电子设备的供电需求，研发一种可拉伸摩擦纳米发电机作为可穿戴电子设备的电源。该可拉伸摩擦纳米发电机可以收集人体运动所产生的机械能，并将其转化为电能，为电子器件供电。

[0008] 特别地，本发明提供了一种基于液态金属电极的可拉伸摩擦纳米发电机，包括：

[0009] 可拉伸摩擦层，其内限定一封闭腔体；

[0010] 液态金属电极，其是由液态金属填充在所述封闭腔体内而形成；和[0011] 导线，其一端与所述液态金属电极相接触，另一端由所述可拉伸摩擦层伸出以连接外电路；

[0012] 其中，所述可拉伸摩擦层与待接触物体发生摩擦以产生电荷，并在所述可拉伸摩擦层与所述待接触物体分开和/或再接触时诱导所述液态金属电极发生电荷流动，从而产生电信号，并通过所述导线输出所述电信号；

[0013] 其中，所述液态金属的材料选择成在常温下呈液态的合金或金属。

[0014] 进一步地，所述可拉伸摩擦层包括：

[0015] 第一摩擦层，其内具有从所述第一摩擦层的表面开始沿其厚度方向延伸的第一凹部；和

[0016] 第二摩擦层，其内具有从所述第二摩擦层的表面开始沿其厚度方向延伸的第二凹部；

[0017] 其中，所述第一摩擦层的表面设置成紧贴在所述第二摩擦层的表面，以使得所述第一凹部和所述第二凹部一起限定形成所述可拉伸摩擦层的封闭腔体。

[0018] 进一步地，所述可拉伸摩擦层包括：

[0019] 摩擦层本体，其构造成空心管状，用于在其内填充所述液态金属；和[0020] 两个端部，其分别位于所述摩擦层本体的两端，用于密封所述摩擦层本体。

[0021] 进一步地，所述摩擦纳米发电机的数量为多个，各个摩擦纳米发电机之间交错换位呈编织状排布，以形成编织状摩擦纳米发电机。

[0022] 进一步地，所述可拉伸摩擦层构造成空心环状，用于在其内填充所述液态金属。

[0023] 进一步地，所述可拉伸摩擦层的材料选择成硅橡胶材料，用于与待接触物体发生摩擦，以产生电荷，进而诱导所述液态金属电极发生电荷流动；

[0024] 其中，所述液态金属选自镓铟锡合金或汞。

[0025] 特别地，本发明还提供了一种基于液态金属电极的可拉伸摩擦纳米发电机的制备方法，包括如下步骤：

[0026] 将预定比例的可拉伸摩擦层前驱体和固化剂均匀混合；

[0027] 将混合后的可拉伸摩擦层前驱体和固化剂置入模具中进行固化，以形成可拉伸摩擦层，所述可拉伸摩擦层内限定一封闭腔体；

[0028] 将导线插入所述可拉伸摩擦层中，使得所述导线的一端伸入所述封闭腔体，另一端由所述可拉伸摩擦层伸出；

[0029] 向所述封闭腔体内注入液态金属，以形成液态金属电极。

[0030] 进一步地，将混合后的可拉伸摩擦层前驱体和固化剂置入模具中进行固化，以形成可拉伸摩擦层，包括如下步骤：

[0031] 将混合后的可拉伸摩擦层前驱体和固化剂置入模具中进行固化，以形成第一摩擦层，所述第一摩擦层内具有从其表面开始沿其厚度方向延伸的第一凹部；

[0032] 将混合后的可拉伸摩擦层前驱体和固化剂置入模具中进行固化，以形成第二摩擦层，所述第二摩擦层内具有从其表面开始沿其厚度方向延伸的第二凹部；

[0033] 将所述第一摩擦层的表面设置成紧贴在所述第二摩擦层的表面，以使得所述第一凹部和所述第二凹部一起限定形成所述可拉伸摩擦层的封闭腔体。

[0034] 进一步地，将混合后的可拉伸摩擦层前驱体和固化剂置入模具中进行固化，以形成可拉伸摩擦层，包括如下步骤：

[0035] 将混合后的可拉伸摩擦层前驱体和固化剂置入模具中进行固化，以形成空心管状的摩擦层本体，所述空心管状的内腔构成所述封闭腔体；

[0036] 将所述摩擦层本体的两端分别进行密封。

[0037] 可选地，所述方法还包括以下步骤：

[0038] 将各个摩擦纳米发电机之间交错换位呈编织状排布，以形成编织状摩擦纳米发电机。

[0039] 进一步地，所述可拉伸摩擦层为空心环状，所述空心环状的内腔构成所述封闭腔体。

[0040] 本发明中采用液态金属作为电极材料，与传统的电极材料相比，不会产生由于长期的机械运动造成形变难以恢复，材料磨损等问题。本发明中采用的硅橡胶作为摩擦层，其拉伸性能良好，并且制作过程简单可控，适合运用于可穿戴电子设备。本发明提出的可拉伸摩擦纳米发电机采用单电极模式，应用更为广泛。

[0041] 根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

[0042] 后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

[0043] 图1是根据本发明一个实施例的基于液态金属电极的可拉伸摩擦纳米发电机的示意性结构图；

[0044] 图2是根据本发明第一个实施例的基于液态金属电极的可拉伸摩擦纳米发电机的制备方法的示意性流程图；

[0045] 图3是根据本发明第一个实施例的基于液态金属电极的可拉伸摩擦纳米发电机的第一摩擦层和第二摩擦层的示意性结构图；

[0046] 图4是根据本发明第一个实施例的基于液态金属电极的可拉伸摩擦纳米发电机的示意性结构图；

[0047] 图5是根据本发明第二个实施例的基于液态金属电极的可拉伸摩擦纳米发电机的示意性结构图；

[0048] 图6是根据本发明第三个实施例的基于液态金属电极的可拉伸摩擦纳米发电机的示意性结构图；

[0049] 图7是根据本发明第一个实施例的基于液态金属电极的可拉伸摩擦纳米发电机在不同运动频率(0.5-3Hz)下的开路电压、短路电流以及短路电量的输出；

[0050] 图8是根据本发明第一个实施例的基于液态金属电极的可拉伸摩擦纳米发电机在拉伸形变下的短路电流输出；

[0051] 图9是根据本发明第一个实施例的基于液态金属电极的可拉伸摩擦纳米发电机在扭转形变下的短路电流输出；

[0052] 图10是根据本发明第一个实施例的基于液态金属电极的可拉伸摩擦纳米发电机在折叠状态下的短路电流输出。

具体实施方式

[0053] 图1示出了根据本发明一个实施例的基于液态金属电极的可拉伸摩擦纳米发电机100的示意性结构图。如图1所示，可拉伸摩擦纳米发电机100可以包括可拉伸摩擦层1、液态金属电极2和导线3。其中，该可拉伸摩擦层1内限定一封闭腔体13。该液态金属电极2是由液态金属填充在该封闭腔体13内而形成。该导线3一端与液态金属电极2相接触，另一端由该可拉伸摩擦层1伸出以连接外电路。其中，该可拉伸摩擦层1与待接触物体发生摩擦以产生电荷，并在该可拉伸摩擦层1与该待接触物体分开和/或再接触时诱导该液态金属电极2发生电荷流动，从而产生电信号，并通过该导线3输出该电信号。

[0054] 该摩擦纳米发电机100的工作模式为单电极式。该摩擦纳米发电机100作为柔性电子器件的电源时，当该摩擦纳米发电机100与皮肤接触时，该可拉伸摩擦层1可以产生能够负电荷。当该摩擦纳米发电机100与皮肤分离时，该液态金属电极2会通过该导线3从外电路处诱导出正电荷，从而产生电流。当该摩擦纳米发电机100与皮肤再次接触时，该液态金属电极2会通过该导线3从外电路处诱导出相反的电荷，从而产生相反的电流。

[0055] 图2示出了根据本发明第一个实施例的基于液态金属电极2的可拉伸摩擦纳米发电机100的制备方法的示意性流程图。如图2所示，该制备方法包括如下步骤：

[0056] S100、将预定比例的可拉伸摩擦层1前驱体和固化剂均匀混合；

[0057] S200、将混合后的可拉伸摩擦层1前驱体和固化剂置入模具中进行固化，以形成可拉伸摩擦层1，该可拉伸摩擦层1内限定一封闭腔体13；

[0058] S300、将导线3插入该可拉伸摩擦层1中，使得该导线3的一端伸入该封闭腔体13，另一端由该可拉伸摩擦层1伸出；

[0059] S400、向该封闭腔体13内注入液态金属，以形成液态金属电极2。

[0060] 图3示出了根据本发明第一个实施例的基于液态金属电极2的可拉伸摩擦纳米发电机100的第一摩擦层11和第二摩擦层12的示意性结构图。如图3所示，该可拉伸摩擦层1包括第一摩擦层11和第二摩擦层12。其中，该第一摩擦层11具有第一表面111和第一凹部112，其中，该第一凹部112从该第一表面111开始沿其厚度方向延伸。该第二摩擦层12具有第二表面121和第二凹部122，其中，该第二凹部122从该第二表面121开始沿其厚度方向延伸。图4示出了根据本发明第一个实施例的基于液态金属电极2的可拉伸摩擦纳米发电机100的示意性结构图。如图4所示，该第一表面111设置成紧贴在该第二表面121，以使得该第一凹部
112和该第二凹部122一起限定形成该可拉伸摩擦层1的封闭腔体13。

[0061] 该第一个实施例中的摩擦纳米发电机100的制备方法包括如下步骤：

[0062] S110、利用亚克力板制作模具，使得利用该模具制造出来的第一摩擦层11具有从其表面开始沿其厚度方向延伸的第一凹部112，并使得利用该模具制造出来的第二摩擦层12具有从其表面开始沿其厚度方向延伸的第二凹部122；

[0063] S210、将按照10:1比例配置的硅橡胶和固化剂进行搅拌混合，并将混合好的混合物快速倒入该模具中，等待固化，利用该步骤制造出第一摩擦层11和第二摩擦层12；

[0064] S310、将该第一摩擦层11的第一表面111紧贴第二摩擦层12的第二表面121进行设置，以使得该第一凹部112和该第二凹部122一起限定形成该可拉伸摩擦层1的封闭腔体13；

[0065] S410、在该第一表面111和第二表面121之间插入导线3，并使得该导线3一端伸入该封闭腔体13，另一端由该可拉伸摩擦层1伸出；

[0066] S510、利用步骤S210中的硅橡胶和固化剂混合物对第一摩擦层11和第二摩擦层12的接触部位进行密封，并排出该封闭腔体13的空气；

[0067] S610、从该可拉伸摩擦层1的表面将液态金属注入该封闭腔体13内，并利用步骤S210中的硅橡胶和固化剂混合物对注入时遗留在可拉伸摩擦层1的表面的注入孔进行密封，待密封完全即制备得到可拉伸摩擦纳米发电机100。

[0068] 图5示出了根据本发明第二个实施例的基于液态金属电极2的可拉伸摩擦纳米发电机100的示意性结构图。如图5所示，该可拉伸摩擦层1包括摩擦层本体和两个端部。该摩擦层本体构造成空心管状，该空心管状的内腔构成该可拉伸摩擦层1的封闭腔体13。该两个端部分别位于摩擦层本体的两端，用于密封该摩擦层本体。可以制造多个可拉伸摩擦纳米发电机100，各个摩擦纳米发电机100之间交错换位呈编织状排布，以形成编织状摩擦纳米发电机100。即在编织时，可以将该多个可拉伸摩擦纳米发电机100分为两种类型，即纵向摩擦纳米发电机141和横向摩擦纳米发电机142。多个该纵向摩擦纳米发电机141和多个该横向摩擦纳米发电机142相互交错换位，形成了该编织状摩擦纳米发电机100。该多个可拉伸摩擦纳米发电机100以并联的方式连接在电路上，以增大输出的电流。

[0069] 该第二个实施例中的摩擦纳米发电机100的制备方法包括如下步骤：

[0070] S120、利用亚克力板制作模具，使得利用该模具制造出来的摩擦层本体为空心管状结构；

[0071] S220、将按照100:1比例配置的硅橡胶和固化剂进行搅拌混合，并将混合好的混合物快速倒入该模具中，等待固化，利用该步骤制造出摩擦层本体，该空心管状的内腔构成该可拉伸摩擦层1的封闭腔体13；

[0072] S320、从该摩擦层本体的一个端部插入导线3，或者从该摩擦层本体的表面插入导线3，并使得该导线3一端伸入该封闭腔体13，另一端由该摩擦层本体伸出；

[0073] S420、利用步骤S220中的硅橡胶和固化剂混合物对该摩擦层本体的两个端部和/或该摩擦层本体的表面进行密封，并排出该封闭腔体13的空气；

[0074] S520、从该可拉伸摩擦层1的表面将液态金属注入该封闭腔体13内，并利用步骤S220中的硅橡胶和固化剂混合物对注入时遗留在可拉伸摩擦层1的表面的注入孔进行密封，待密封完全即制备得到可拉伸摩擦纳米发电机100。

[0075] 图6示出了根据本发明第三个实施例的基于液态金属电极2的可拉伸摩擦纳米发电机100的示意性结构图。如图6所示，该可拉伸摩擦层1为空心环状结构，该空心环状的内腔作为该可拉伸摩擦层1的封闭腔体13。

[0076] 该第三个实施例中的摩擦纳米发电机100的制备方法包括如下步骤：

[0077] S130、利用亚克力板制作模具，使得利用该模具制造出来的摩擦层本体为空心环状结构；

[0078] S230、将按照50:1比例配置的硅橡胶和固化剂进行搅拌混合，并将混合好的混合物快速倒入该模具中，等待固化，利用该步骤制造出可拉伸摩擦层1，该空心环状的内腔构成该可拉伸摩擦层1的封闭腔体13；

[0079] S330、从该可拉伸摩擦层1的表面插入导线3，并使得该导线3一端伸入该封闭腔体13，另一端由该可拉伸摩擦层1伸出；

[0080] S430、从该可拉伸摩擦层1的表面将液态金属注入该封闭腔体13内，并利用步骤S230中的硅橡胶和固化剂混合物对注入时遗留在可拉伸摩擦层1的表面的注入孔进行密封，待密封完全即制备得到可拉伸摩擦纳米发电机100。

[0081] 在一个优选的实施例中，该可拉伸摩擦层1的材料选择成硅橡胶材料，用于与待接触物体发生摩擦以产生电荷，进而诱导该液态金属电极2发生电荷流动。液态金属是指一类具有低熔点的金属或共晶合金，在常温下呈液态。该液态金属可以包括镓铟锡合金、汞等常温下呈液态的合金或金属。液态金属的导电依靠的是自由电子运动，故导电性远远高于其他依靠离子导电的离子液体。此外，在制作过程中，硅橡胶和固化剂的比例可调，固化时间和温度也可调。其中，固化剂和硅橡胶的体积比例可以1:10、1:50和1:100中的任一比例，也可以为1:10-100中的任一比例。固化时间可以为1h、5h和10h中的任意时间，也可以为1-10h中的任一时间。温度可以为室温200℃。固化剂比例越低，成型的材料的表面越粘稠，固化时间短，则材料成型较为困难。固化温度高，则成型速度快。当固化剂和硅橡胶的体积比例大于上述最大比例时，最后形成的材料表面太硬，可拉伸性能太差，无法满足可穿戴设备的可拉伸性能的要求。当固化剂和硅橡胶的体积比例小于上述最小比例时，最后形成的材料表面过于粘稠，难以成型。该导线3可以为铜箔、铜线和铝箔等导电元件。

[0082] 图7示出了根据本发明第一个实施例的基于液态金属电极2的可拉伸摩擦纳米发电机100在不同运动频率(0.5-3Hz)下的开路电压、短路电流以及短路电量的输出。在图7所示的实施例中，该第一摩擦层11和第二摩擦层12的尺寸约为6×9×0.4cm3，该封闭腔体13的尺寸约为3×6×0.15cm3。测试时利用猪皮模拟人的皮肤，该可拉伸摩擦层1与该猪皮的接触面积为3×6cm3。从图7可以看出，该可拉伸摩擦纳米发电机100的开路电压在不同频率下保持在250V。其输出的短路电流随着频率的增大而增大，当频率为0.5Hz时，短路电流的峰值达到2.3μA，当频率增大到3Hz时，短路电流的峰值可以达到14μA。其输出的短路电量在不同频率下保持在100nC。

[0083] 图8示出了根据本发明第一个实施例的基于液态金属电极2的可拉伸摩擦纳米发电机100在拉伸形变下的短路电流输出。图8所示的实施例中与图7所示实施例中的第一摩擦层11、第二摩擦层12和封闭腔体13的尺寸一致，且接触面积也一致。从图8可看出，随着拉伸程度的增大，该可拉伸摩擦纳米发电机100均有输出，当拉伸消失时，该可拉伸摩擦纳米发电机100的输出可以恢复初始状态。

[0084] 图9示出了根据本发明第一个实施例的基于液态金属电极2的可拉伸摩擦纳米发电机100在扭转形变下的短路电流输出。图9所示的实施例中与图7所示实施例中的第一摩擦层11、第二摩擦层12和封闭腔体13的尺寸一致，且接触面积也一致。从图9可以看出，在不同程度的扭转下，该器件均会有输出，并且当扭转消失时，器件的输出仍然可以回到初始状态。

[0085] 图10示出了根据本发明第一个实施例的基于液态金属电极2的可拉伸摩擦纳米发电机100在折叠状态下的短路电流输出。从图10可以看出，在不同折叠程度下，该器件的输出相对稳定，并且当折叠消失，器件的输出也仍然可以回到初始状态。

[0086] 本发明中采用液态金属作为电极材料，与传统的电极材料相比，不会产生由于长期的机械运动造成形变难以恢复，材料磨损等问题。本发明中采用的硅橡胶作为摩擦层，其拉伸性能良好，并且制作过程简单可控，适合运用于可穿戴电子设备。本发明提出的可拉伸摩擦纳米发电机100采用单电极模式，应用更为广泛。

[0087] 此外，本发明中制备摩擦纳米发电机100的方法较为简单，只需完成简单的三个步骤即可制备出该摩擦纳米发电机100。即首先自制模具，采用印刷法制备有机硅橡胶作为可拉伸摩擦层1，其次，完成可拉伸摩擦层1的密封，并留出合适的封闭腔体13，最后，向封闭腔体13中注入液态金属，并再一次进行密封，以制备得到该摩擦纳米发电机100。该摩擦纳米发电机100可以收集人体运动时产生的机械能，并将该机械能转化为电能，以对柔性可穿戴设备进行充电。

[0088] 至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。