大邱庆北科学技术院（DGIST）宣布在自供电传感器技术方面取得突破。

图片中一位女性戴着智能手表，使用跑步时的心率和脉搏传感器。
图片来源：muse studio/Shutterstock.com

由金辉俊教授（机器人与机电一体化系）、郑顺文博士（能源与环境技术部）以及米什拉教授（南丹麦大学）带领的一个研究团队，研发出了一种传感器，它能利用运动和压力同时发电和发光，且无需依赖电池。

这项创新在灾难救援、运动监测和可穿戴技术等领域有着广阔的应用前景。

摩擦纳米发电机（TENG）和机械发光（ML）作为可持续能源技术受到了广泛关注，它们能够在无需外部电源的情况下发电和发光。然而，以往的研究大多将这两种技术分开处理，即便有所结合，也难以达到实际应用的标准。TENG 设备在功率输出稳定性方面存在问题，而 ML 材料往往无法长时间持续发光。

大邱庆北科学技术院（DGIST）的研究团队通过设计一种将能量产生与发光功能集成于单一设备的系统，成功解决了这些难题。

他们将发光的硫化锌 - 铜（ZnS:Cu）颗粒嵌入到一种类似橡胶的柔性材料（聚二甲基硅氧烷，简称 PDMS）中，并采用基于银纳米线的单电极结构，从而实现了卓越的效率。该设备在经受 5000 次反复施压后，仍能保持稳定性能，可产生高达 60 伏的稳定电压和 395 纳安的电流。

除了技术上的进步，这项技术已具备实际应用的条件。其最具价值的应用之一是应急信号传输，能够在灾难场景和深海作业中发出求救警报。该设备在水下和黑暗环境中均能可靠运行，克服了现有技术的局限性。

其潜在用途还涵盖可穿戴安全装备、运动监测以及应急信号等领域。例如，具备撞击检测功能的头盔可即时发出警报，护腕能够追踪运动情况，水下救援设备可发送求救信号 —— 所有这些应用都无需电池。这使得该技术不仅功能强大，而且对环境友好、可持续。

这项研究意义重大，因为该技术无需电池，仅依靠运动就能同时产生光能与电能，且可立即投入使用。特别是，这项技术有望让我们的生活更安全、更具可持续性，因为它能在紧急情况下发送实时信号，并通过能量收集减少对环境的影响。

金辉俊
大邱庆北科学技术院机器人与机电工程系教授、该研究通讯作者

该研究的共同作者包括大邱庆北科学技术院（DGIST）的博士后研究员苏加托・哈伊拉（Sugato Hajra）以及博士生斯瓦蒂・潘达（Swati Panda），通讯作者为金辉俊教授和郑顺文博士。

研究成果发表于《先进可持续系统》（Advanced Sustainable Systems），该研究作为封面故事刊登在 12 月刊上。

期刊参考文献：

哈伊拉，S. 等人（2025 年）。面向自供电应用的摩擦电与机械发光同步传感。《先进可持续系统》。doi.org/10.1002/adsu.202400609

消息来源：
大邱庆北科学技术院