【摘 要】
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电致发光（EL）是一种将电能转换为光能的物理现象。与传统的LED相比,EL器件因其功耗低、使用寿命长、机械稳定性高已被开发并应用于柔性智能显示、智能可穿戴、电子皮肤等领域。然而,发光所需的高驱动电压对于可穿戴领域的应用存在潜在风险。同时,随着可穿戴电子设备逐渐呈现小型化、多功能化、多样化的趋势,寻找一种清洁、便携、高效的能源来摆脱对传统能源的依赖具有重要意义。基于接触起电和静电感应耦合的摩擦纳米发
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电致发光（EL）是一种将电能转换为光能的物理现象。与传统的LED相比,EL器件因其功耗低、使用寿命长、机械稳定性高已被开发并应用于柔性智能显示、智能可穿戴、电子皮肤等领域。然而,发光所需的高驱动电压对于可穿戴领域的应用存在潜在风险。同时,随着可穿戴电子设备逐渐呈现小型化、多功能化、多样化的趋势,寻找一种清洁、便携、高效的能源来摆脱对传统能源的依赖具有重要意义。基于接触起电和静电感应耦合的摩擦纳米发电机（TENG）能够有效的收集环境中的机械能并转换为电能,开创了能量收集和利用的新时代。本文将交流电致发光（ACEL）优异的发光体系与TENG高效的自供能体系相结合,设计了一种自驱动电致发光系统。此外,基于传统电极不可拉伸等局限性制备了双网络导电水凝胶作为电极,实现了能源收集与传感。论文的主要研究内容如下:（1）将ACEL器件与TENG相结合设计了一套可穿戴医疗防护温湿度监测系统。通过在1 Hz频率下拍打TENG可产生160 V的开路电压和6μA的短路电流,足够驱动ACEL器件实现电致发光。此外,TENG产生的高电压、低电流对身体无害,拓宽了ACEL器件在可穿戴领域的应用。（2）基于传统电极刚性较强、不可拉伸等局限性,本文制备了基于聚丙烯酰胺（PAM）与聚乙烯醇（PVA）的双网络导电水凝胶作为可拉伸电极。该水凝胶最大断裂伸长率可达1540%,拉伸强度为290 k Pa,表现出优异的拉伸性能和导电性能。（3）得益于PAM-PVA双网络水凝胶优异的互穿结构制备了可拉伸TENG与ACEL。可拉伸TENG在拉伸状态下仍具有良好的输出性能;ACEL器件在拉伸率为300%的范围内仍能发射出均匀稳定的绿光。（4）基于水凝胶与电致发光开发了一套自驱动雨滴特征统计系统。该系统电压的大小与降雨量密切相关,可实时监测雨滴变化并实现可视化发光与预警,展示了雨滴监测系统在实际应用中的可行性和巨大潜力。
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