[2018年IEEE第13届纳米/微米工程与分子系统国际年会（NEMS） - 新加坡，新加坡（2018.4.22-2018.4.26）] 2018年IEEE第13届纳米/微米工程与分子系统国际年会（NEMS） - 振动能量收集器驱动的可穿戴生物医学诊断系统

摘要： 智能织物技术（SFT）让生理参数监测变得更便捷。这种电子纺织品通过整合可穿戴系统与用于监测身体参数的传感器制成，医生可将其作为健康状况评估指标。现有系统依赖电池供电且维护繁琐，这是其使用寿命有限和生物相容性不足的主因。本研究提出以能量收集装置（EHD）替代电池来解决这些局限——该能量转换机制能将振动能转化为可用电能。我们重点研究了低成本EHD制备以实现SFT自供电，所制器件采用聚合物基底、银电极和氧化锌压电材料，在53Hz峰值共振频率、500KΩ负载条件下测得2.51V峰值电压/0.76V有效值电压，以及12.61μW峰值功率/1.18μW有效值功率。商用心脏传感器、自适应起搏器、脉搏血氧仪及传感器节点的功耗范围为1μW至100μW，证实该能量收集器可作为SFT电源的可行性。通过串联/并联阵列式部署EHD，可满足集成化SFT的用电需求。