北京航天航空大学材料学院高分子及复合材料系陈爱华副教授

qingyun

北航&中科院纳米能源所：一种基于摩擦起电触发液晶排列的自驱动光学开关用于无线传感

北京航空航天大学陈爱华研究团队和中科院北京纳米能源与系统研究所朱光研究团队、王中林院士研究团队通过采用单电极摩擦纳米发电机和聚合物分散液晶薄膜制备了一种新型的自驱动光学开关，其工作原理为利用接触摩擦起电产生的电压驱动液晶分子的排列，从而使聚合物分散液晶薄膜能够快速地在初始的半透明态和瞬时的透明态之间切换。为了实现两种状态下鲜明的对比度，液晶微滴的尺寸被调节至500 nm左右，此时光学开关的透过光相对光强的调节范围为0.05至0.85，表现出非常好的光开关效果。基于上述原理，一系列机械参数包括：接触材料的种类、接触面积、接触速度和分离距离对光学开关的机械-电-光性能的影响被系统地研究。此外，将该光学开关与可见光控制电路进行集成，得到了具有完全无源化传感节点的无线传感系统，该系统在许多人机交互应用中展现出了巨大的应用潜力，比如：安全与安防系统、远程操作、自动化控制等。

 这一成果以题为“Self-Powered Optical Switch Based on Triboelectrification-Triggered Liquid Crystal Alignment for Wireless Sensing”发表在国际著名期刊《Advanced Functional Materials》上，文章第一作者为北航材料学院博士研究生张臣。该研究为自驱动光学系统的设计提供了一种新的策略，并展示了其在人机交互领域应用的可能性。

  论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201808633