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基于摩擦纳米发电机的智能纤维与纺织


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基于摩擦纳米发电机的智能纤维与纺织
  • 书号：9787030818997
    作者：王中林等
  • 外文书名：
  • 装帧：圆脊精装
    开本：16
  • 页数：338
    字数：519000
    语种：zh-Hans
  • 出版社：科学出版社
    出版时间：2025-06-01
  • 所属分类：
  • 定价： ￥238.00元
    售价： ￥188.02元
  • 图书介质:
    纸质书

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本书比较全面地介绍了有关摩擦纳米发电机在智能纤维和智能纺织品中的基础应用。内容包括纺织基摩擦纳米发电机的基本理论、材料选择、结构设计和性能优化，以及在微纳能源收集、复合能量回收、自供电电源、智慧医疗、智慧体育、智能家居、安防监测、人机交互、生物医学等相关领域的应用研究，并对其未来发展前景与潜在挑战作了系统归纳。
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    序
    前言
    第1章 纺织基摩擦纳米发电机的基础理论 1
    1.1 基本工作模式 2
    1.1.1 垂直接触分离（CS）模式 2
    1.1.2 单电极（SE）模式 3
    1.1.3 水平滑动（LS）模式 3
    1.1.4 独立层（FT）模式 4
    1.2 等效理论模型 4
    1.2.1 固有电容模型和控制方程 5
    1.2.2 拓展的麦克斯韦方程组 10
    1.3 接触起电机制 12
    1.3.1 接触起电研究方法 13
    1.3.2 固体与固体之间的电子转移 17
    1.3.3 接触起电的理论模型 19
    1.3.4 接触起电的影响因素 23
    1.4 性能评价标准 27
    1.4.1 电荷密度、V-Q曲线 27
    1.4.2 品质因数 28
    1.5 小结 30
    参考文献 30
    第2章 纺织基摩擦纳米发电机的材料选择 33
    2.1 纺织基接触起电材料 33
    2.1.1 天然纤维 33
    2.1.2 无机纤维 39
    2.1.3 化学纤维 42
    2.2 纺织基导电电极材料 58
    2.2.1 导电电极材料概述 58
    2.2.2 纺织基导电电极材料分类 58
    2.3 表面封装材料 64
    2.3.1 弹性材料 64
    2.3.2 非弹性材料 66
    2.4 小结 67
    参考文献 68
    第3章 纺织基摩擦纳米发电机的结构设计 71
    3.1 纤维或纱线基摩擦纳米发电机 71
    3.1.1 芯鞘结构 72
    3.1.2 非芯鞘结构 82
    3.2 织物基摩擦纳米发电机 85
    3.2.1 机织结构 85
    3.2.2 针织结构 88
    3.2.3 非织造结构 92
    3.2.4 编织结构 95
    3.2.5 其他结构 98
    3.3 小结 99
    参考文献 100
    第4章 纺织基摩擦纳米发电机的性能优化 102
    4.1 化学改性 102
    4.1.1 化学官能团修饰 102
    4.1.2 离子注入/辐照 104
    4.1.3 电荷捕获/存储 107
    4.2 结构设计 110
    4.2.1 分层结构 110
    4.2.2 包芯/涂层结构 112
    4.2.3 3D织物结构 114
    4.3 电路管理 116
    4.4 小结 123
    参考文献 123
    第5章 纺织基摩擦纳米发电机的应用：微纳能源收集 126
    5.1 风能收集 126
    5.2 雨滴能收集 129
    5.3 振动能量收集 134
    5.4 人体运动能收集 136
    5.4.1 人体关节活动的能量收集 136
    5.4.2 人体其他部位的能量收集 140
    5.5 小结 145
    参考文献 145
    第6章 纺织基摩擦纳米发电机的应用：复合能量回收 149
    6.1 机械能与太阳能 150
    6.1.1 定义与基本概念 150
    6.1.2 机械能与太阳能复合回收原理 150
    6.1.3 摩擦纳米复合发电机收集机械能与太阳能的应用场景 153
    6.2 机械能与热能 154
    6.2.1 机械能与热能复合回收原理 154
    6.2.2 摩擦纳米复合发电机收集机械能与热能的应用场景 156
    6.3 机械能与生物能 158
    6.3.1 定义与基本概念 159
    6.3.2 机械能与生物能复合回收原理 159
    6.3.3 摩擦纳米复合发电机收集机械能与生物能的应用场景 160
    6.4 小结 163
    参考文献 164
    第7章 纺织基摩擦纳米发电机的应用：自供电电源 167
    7.1 自供电纺织品 168
    7.2 基于超级电容器储能的自供电电源包 171
    7.3 基于电池储能的自供电电源包 172
    7.4 电源管理系统的作用 177
    7.4.1 交流-直流转换 178
    7.4.2 迟滞开关 178
    7.4.3 直流-直流降压 178
    7.5 展望 181
    7.5.1 输出性能与耐用性 181
    7.5.2 材料的选择 182
    7.5.3 电路管理 182
    7.5.4 自供电机制 182
    7.5.5 评价标准 183
    7.5.6 应用 183
    参考文献 183
    第8章 纺织基摩擦纳米发电机的应用：智慧医疗 186
    8.1 脉搏监测 187
    8.1.1 脉搏监测的生理意义 187
    8.1.2 脉搏监测相关的指标体系 188
    8.1.3 脉搏监测系统技术 188
    8.2 呼吸监测 192
    8.2.1 呼吸监测的生理意义 192
    8.2.2 呼吸监测系统 192
    8.3 睡眠监测 195
    8.3.1 睡眠监测的生理意义和睡眠质量评价标准 195
    8.3.2 睡眠监测的指标体系 196
    8.3.3 纺织基睡眠监测系统技术 198
    8.4 小结 203
    参考文献 203
    第9章 纺织基摩擦纳米发电机的应用：智慧体育 208
    9.1 纺织基摩擦纳米发电机在球类运动中的应用 208
    9.1.1 乒乓球和网球运动 209
    9.1.2 羽毛球运动 211
    9.1.3 排球运动 212
    9.1.4 高尔夫球运动 213
    9.2 纺织基摩擦纳米发电机在非球类运动中的应用 215
    9.2.1 滑雪和滑冰运动 215
    9.2.2 游泳运动 217
    9.2.3 三级跳运动 219
    9.2.4 拳击运动 219
    9.2.5 马术运动 222
    9.2.6 攀岩运动 222
    9.2.7 走跑类运动 223
    9.3 小结 225
    参考文献 225
    第10章 纺织基摩擦纳米发电机的应用：智能家居 228
    10.1 地毯 229
    10.1.1 位置监测 229
    10.1.2 消防安全 231
    10.2 床上用品 232
    10.2.1 智能床单 232
    10.2.2 智能枕头 233
    10.2.3 智能眼罩 235
    10.3 无线家居控制系统 236
    10.3.1 遥控器 236
    10.3.2 键盘 237
    10.3.3 声控系统 238
    10.4 其他应用场景 239
    10.4.1 智能马桶 239
    10.4.2 空气净化 241
    10.4.3 门禁系统 242
    10.5 小结 243
    参考文献 243
    第11章 纺织基摩擦纳米发电机的应用：安防监测 246
    11.1 输入键盘 246
    11.1.1 纺织基摩擦纳米发电机输入键盘的设计原则 247
    11.1.2 智能键盘 248
    11.2 路径监控 252
    11.2.1 纺织基摩擦纳米发电机在路径分析中的应用 253
    11.2.2 纺织基摩擦纳米发电机在安全监控中的应用 254
    11.3 门禁系统 257
    11.3.1 接触式纺织基摩擦纳米发电机智能门禁系统 257
    11.3.2 非接触式纺织基摩擦纳米发电机智能门禁系统 260
    11.4 小结 261
    参考文献 263
    第12章 纺织基摩擦纳米发电机的应用：人机交互 265
    12.1 电子皮肤 266
    12.1.1 单纤维纺织基摩擦纳米发电机电子皮肤 266
    12.1.2 多纤维编织纺织基摩擦纳米发电机电子皮肤 268
    12.1.3 纳米纤维复合纺织基摩擦纳米发电机电子皮肤 270
    12.2 柔性机器人/致动器 273
    12.2.1 纤维基柔性机器人/致动器 273
    12.2.2 织物基柔性机器人/致动器 276
    12.3 虚拟现实/增强现实 279
    12.3.1 纺织基摩擦纳米发电机用于虚拟现实 279
    12.3.2 纺织基摩擦纳米发电机用于增强现实 282
    12.4 小结 284
    参考文献 284
    第13章 纺织基摩擦纳米发电机的应用：生物医学 287
    13.1 植入式传感监测 287
    13.1.1 韧带拉伸应变监测 288
    13.1.2 心血管监测 290
    13.2 电刺激治疗 294
    13.2.1 肿瘤治疗 294
    13.2.2 药物传递 298
    13.2.3 微生物阻断 300
    13.2.4 组织再生 302
    13.2.5 生理功能康复 307
    13.3 小结 312
    参考文献 312
    第14章 纺织基摩擦纳米发电机的前景与挑战 315
    14.1 发展前景 315
    14.1.1 可穿戴电子设备 316
    14.1.2 个性化健康医疗 318
    14.1.3 多模态组合与系统集成 319
    14.2 潜在挑战 320
    14.2.1 电子纺织品的普遍发展瓶颈 321
    14.2.2 纺织基摩擦纳米发电机的自身发展问题 329
    14.3 小结 334
    参考文献 334
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