近日，江南大學紡織科學與工程學院/針織技術教育部工程研究中心以3D經編絨類織物為基礎，研制出一種可大規模產業化生產并兼具穿著舒適性的可用于運動監測和能量收集的自供能經編絨類智能織物。在即將到來的智能化時代，紡織基摩擦電納米發電機(T-TENG)被認為是實現柔性可穿戴傳感和微納能量收集的重要發展方向之一。在眾多紡織品中，絨類面料由于具有優異的納米/微纖維結構，在TENG鄰域廣受關注。然而，對于絨類TENG輸出性能影響因素及作用機理的研究十分有限。
為探討以上問題，本文采用成熟的經編技術織造了具有運動監測和能量收集功能，可大規模生產的3D經編毛圈織物摩擦電納米發電機 (WKTF-TENG)。系統地研究了在接觸分離模式、水平滑動模式以及單電極模式下，毛圈高度和毛圈密度、介電材料厚度以及織物壓縮回復距離對WKTF-TENG摩擦電性能的影響。由于織物表面的蓬松結構，織物比表面積會隨工作循環次數的增加而增加，從而產生更高的輸出性能。基于經編毛圈結構，WKTF-TENG實現了高輸出性、高耐磨性，并能在不同工作模式下對外界刺激做出快速響應。作為一種智能紡織材料，WKTF-TENG可以作為自供能運動監測傳感器或微納能量收集裝置，用于監測人體生理數據或為其他電子器件供能。本文通過理論分析和實驗測試對WKTF-TENG的輸出性能進行研究，為基于絨類織物的TENG提供一個有前景的研究方向。
上述研究以“Large-scale production of the 3D warp knitted terry fabric triboelectric nanogenerators for motion monitoring and energy harvesting”為論文標題在線發表在《Nano Energy》期刊（IF=19.069）。針織中心2020級碩士研究生王太冉為論文第一作者，2021級碩士研究生沈運初為共同第一作者；江南大學針織中心蔣高明教授、叢洪蓮教授、廣西大學物理科學與工程技術學院劉官林副教授為論文共同作者；江南大學針織中心馬丕波教授、張琦副教授與陳超余副研究員為論文共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金(11972172)、省部共建紡織新材料與先進加工技術國家重點實驗室開放課題基金（FZ2021013）資助。全文鏈接為： https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.108309。