基于折纸-摩擦纳米发电原理的自供能绿色智能轮胎研究

智能交通系统要求交通参与者能够实现全方位和高效率的信息传输,以缓解交通拥堵,提高行车安全,减少交通事故。轮胎作为车辆与道路唯一接触的部分,通过内置传感器,搭建能与车辆道路实时“沟通”的智能轮胎至关重要。本文针对道路运输系统中存在的超速、超载等问题,利用摩擦纳米发电原理,结合折纸技术,设计制造折纸-摩擦电自供能感绿色智能轮胎。结果表明:折纸结构的巧妙利用显著增加了摩擦起电和静电感应效应,对放大器件输出效率发挥着关键作用。此外,利用Ori-TENG输出的短路电流可应用于对行车速度的动态监测,在11~80 km/h的车速范围内,短路电流与车速间的相关性高达96%。该自供能绿色智能轮胎的研发为提高行车安全与车路协同水平提供了新思路。