基於織物的電子功能器件是可穿戴電子技術非常重要的組成部分，具有良好的透氣性和柔性，且可在日常使用中與傳統織物無縫集成。利用織物感知壓力，可提供智能機器人、個人健康監測、人機交互等多領域、多種形式的先進應用。最近，基於納米摩擦發電機的自驅動傳感器由於設計製作簡易、輸出可靠和應用廣泛而受到廣泛關注，然而將納米摩擦發電機應用於織物壓力傳感器，尚需解決一系列的問題，包括器件設計/加工與現有紡織技術的兼容性、織物結構設計對壓力傳感器關鍵性能參數的影響、織物傳感器件的可靠性和可洗滌性等。
北京大學信息科學技術學院電子學系、納米器件物理與化學教育部重點實驗室胡又凡研究員課題組與香港理工大學紡織及製衣學系鄭子劍教授課題組針對新型可穿戴織物壓力傳感器展開合作研究，實現了可洗滌的基於納米摩擦發電機的織物壓力傳感器。
通過機器紡織所得到的不同結構的織物壓力傳感器及其性能特徵
聯合課題組採用聚合物輔助沉積法得到表面鍍銅的聚丙烯腈紗線和以此為內芯表面覆蓋聚對二甲苯的紗線，利用傳統紡織方法，通過紡織機器加工實現了刺繡、編織和針織三種結構的基於納米摩擦發電機的織物壓力傳感器，所得到的器件具有優異的透氣性。工作過程中，兩種紗線的接觸面積在受到壓力時會發生變化，從而改變摩擦電荷所誘發的感應電荷的數量，引起對外輸出電壓的變化。課題組對機器洗滌前後不同結構的織物壓力傳感器進行測試，進而分析了織物結構與織物壓力傳感器關鍵性能參數之間的聯繫；結果表明，材料/器件設計、機械環境、製造方法等將影響所獲得的織物傳感器的靈敏度、線性度、飽和趨勢和耐洗性。與此同時，課題組成功演示了該類織物電子器件能夠有效地監測人體手勢動作。
2020年3月，上述工作以“利用織物技術實現的基於納米摩擦發電機的可機洗透氣壓力傳感器（Machine-washable and breathable pressure sensors based on triboelectric nanogenerators enabled by textile technologies）”為題，發表於納米材料學領域重要期刊《納米能源》（Nano Energy, 2020, 70,104528）；信息科學技術學院2017級博士研究生趙至真為共同第一作者，胡又凡為通訊作者。這項工作證明，若採用適宜的結構設計，基於納米摩擦發電機的紡織壓力傳感器將在與紡織工業兼容的輕質、便攜、柔性、可洗和可穿戴技術中發揮重要潛力。
相關工作得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃等支持。
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