[发明专利]纳米发电单元、双通道呼吸系统及口罩

说明书

本发明涉及发电技术领域，特别涉及一种纳米发电单元、双通道呼吸系统及口罩，其中纳米发电单元包括相对设置的第一摩擦组件和第二摩擦组件，其中，第一摩擦组件包括第一导电层和第一摩擦层；第二摩擦组件包括第二导电层和第二摩擦层；第一摩擦组件与第二摩擦组件之间具有分离工位和压合工位；当第一摩擦组件和第二摩擦组件处于压合工位时，第一摩擦层和第二摩擦层之间相互摩擦接触以产生接触电荷并通过第一导电层和第二导电层输出，当第一摩擦组件和第二摩擦组件处于分离工位时，第一摩擦层与第二摩擦层分离；且第一摩擦组件和第二摩擦组件具有多孔透气结构。该纳米发电单元能够过滤吸入空气中的微米到亚微米级的微颗粒物。

技术领域

本发明涉及发电技术领域，特别涉及一种纳米发电单元、双通道呼吸系统及口罩。

背景技术

可穿戴技术的快速发展使我们能够开发大量的新型电子设备，如活动追踪器、高级纺织品、电子和医疗监测设备。然而，大多数电子设备都是由电池供电，需要频繁充电和大量人力进行维护。而且，随着能源驱动型社会的快速发展，环境颗粒物污染已经成为人类健康最为关键的威胁之一，其中，直径为2.5微米或更小的微颗粒物(PM2.5)是导致各种过敏和呼吸疾病的最重要因素。

但是，如何过滤微米到亚微米级的微颗粒物，长期以来是过滤设备设计的难点。

发明内容

本发明提供了一种纳米发电单元、双通道呼吸系统及口罩，该纳米发电单元能够过滤吸入空气中的微米到亚微米级的微颗粒物。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种纳米发电单元，包括相对设置的第一摩擦组件和第二摩擦组件，其中，所述第一摩擦组件包括第一导电层和设置于所述第一导电层朝向第二摩擦组件一侧表面的第一摩擦层；所述第二摩擦组件包括与所述第一导电层相对设置的第二导电层和设置于所述第二导电层朝向所述第一摩擦组件一侧表面的第二摩擦层；所述第一摩擦层背离所述第一导电层的一侧的表面材料与所述第二摩擦层背离所述第二导电层的一侧的表面材料之间具有摩擦电极序差异；其中：

所述第一摩擦组件与第二摩擦组件之间具有分离工位和压合工位；当所述第一摩擦组件和第二摩擦组件处于压合工位时，所述第一摩擦层和所述第二摩擦层之间相互摩擦接触，当所述第一摩擦组件和第二摩擦组件处于分离工位时，所述第一摩擦层与所述第二摩擦层分离；

所述第一摩擦组件和所述第二摩擦组件具有多孔透气结构。

上述摩擦纳米单元包括相对设置的第一摩擦组件和第二摩擦组件，第一摩擦组件包括第一导电层和第一摩擦层，第二摩擦组件包括第二导电层和第二摩擦层；第一摩擦组件与第二摩擦组件之间具有分离工位和压合工位；当第一摩擦组件和第二摩擦组件处于压合工位时，第一摩擦层和第二摩擦层之间相互摩擦接触，当第一摩擦组件和第二摩擦组件处于分离工位时，第一摩擦层与第二摩擦层分离。在外力作用下使得第一摩擦组件与第二摩擦组件在分离工位和压合工位之间切换以产生摩擦，由于第一摩擦层背离第一导电层的一侧的表面材料与第二摩擦层背离第二导电层的一侧的表面材料之间具有摩擦电极序差异,第一摩擦层的表面材料与第二摩擦层的表面材料在摩擦电极序中处于不同的位置，即，两种材料之间具有不同的摩擦电特性，从而使得相邻的第一摩擦层与第二摩擦层在发生摩擦的过程中能够在表面产生接触电荷。因此第一摩擦层和第二摩擦层能够将摩擦转变为电信号，电信号通过第一导电层和第二导电层输出，结合第一摩擦组件和第二摩擦组件具有的多孔透气结构，可应用于口罩和其它过滤装置中对空气中微米到亚微米级的颗粒物进行过滤。

优选地，所述第一摩擦层为多级纳米结构薄膜，第二摩擦层为微孔结构薄膜。

优选地，所述第一摩擦层和所述第二摩擦层均为高分子薄膜。

优选地，所述第二摩擦层采用氟化乙丙烯、聚乙烯、聚丙烯或聚二甲基硅氧烷制成。

优选地，所述第一摩擦层采用纤维素纸基材料制成。