随着柔性电子和智能穿戴技术的迅速发展，皮肤贴附式设备在无创健康监测、电子皮肤和人机交互等领域展现出广阔前景。然而，此类设备高度依赖外部电源或内置电池，存在系统复杂、刚性高、寿命短、充电频繁等问题。摩擦纳米发电机（TENG）具有高能量转换效率、柔性和可持续性等特点，为实现自供能可穿戴电子设备提供了有效途径。同时，设备长期佩戴易导致热积聚、信号不稳定、皮肤不适等问题，影响使用体验。被动辐射冷却技术（PRC）因其无需能耗、高效红外散热的特性，已成为热管理领域的研究热点。因此，将TENG与PRC高效集成，开发兼具柔性、零能耗、舒适的一体化可穿戴器件，成为推动下一代柔性电子发展的关键。

近期，江南大学黄云鹏副教授团队在Advanced Fiber Materials上发表了题为“Robust Triboelectric E-Textile with Semi-bonded Bilayers for On-Skin Thermal Regulation and Self-Powered Motion Monitoring”的研究成果。该工作开发了一种新型“半粘合”双层结构热调控摩擦电织物（TR-TENG e-textile），兼具高效能量收集、被动降温与高灵敏动作识别等多重性能，为构建下一代舒适、自供能、多功能的可穿戴器件提供了重要技术支撑。

该研究通过半粘合组装工艺，开发出一种双层智能电子织物（TR-TENG），其创新性地整合了两种功能层：一层是负载高太阳光反射/强电负性聚偏氟乙烯-三氟乙烯（PVDF-TrFE）纳米颗粒的SEBS纤维层；另一层是嵌入高红外发射/强电正性SiO2纳米颗粒的PVA纤维层。经过热压针刺复合处理后，织物兼具柔性、透气性与结构稳定性，在保持优异摩擦电性能的同时实现双重热调控功能：增强的太阳光反射与高效的红外发射（图1）。作为贴肤自供电运动传感器，不仅能实现优异的被动辐射降温功能，还能精准识别高频运动（如跑步）和细微动作（如吞咽、呼吸等）。

图1 半粘合TR-TENG e-textile的设计与制备示意图

采用层间印刷技术制备的液态金属电路，具有优异的延展性与导电性能，在400%拉伸条件下，其电阻变化仅为1.2倍。此外，该电路可在低电压（3.6 V）驱动下快速升温，温升可达16.6 ℃，有效满足低功耗焦耳加热的应用需求（图2）。

图2 半粘合TR-TENG e-textile的焦耳加热性能

如图3所示，TR-TENG织物展现出83.1%的太阳光反射率，这得益于PVDF-TrFE颗粒与基底材料构建的反射界面；由SiO2增强的PVA纤维赋予了TR-TENG织物出色的红外发射性能（96.2%）。基于此，TR-TENG织物实现了优异的被动辐射冷却性能。在晴朗天气下，TR-TENG织物表面温度相较环境温度可降低最高达18.4 ℃（图3f）；在多云条件下，其降温幅度仍可达12.6 ℃（图3i），显著优于尼龙、棉布和皮革等常见商业织物。

图3 TR-TENG e-textile的辐射冷却性能研究

该织物在30 N压力下可输出20.3 V的电压和15.3 nA的电流（图4c），对低压力（0.3 N）和高频（2 Hz）输入信号具有良好的响应灵敏度，表现出稳定的输出性能与快速响应特性。在连续工作3000个循环后，其电输出未出现明显衰减，体现出优异的耐久性（图4e）。此外，该织物可驱动44个LED灯泡工作，并可通过整流电路为不同电容（470、1000 和3300 nF）充电，实现对秒表等低功耗电子设备的稳定供能（图4f）。

图4 TR-TENG e-textile的摩擦电性能研究

通过皮肤贴附，TR-TENG e-textile能够稳定地监测多种人体微小与大幅动作信号。如图5所示，该织物可有效监测吞咽、点头和膝关节弯曲等多种生理活动，输出信号波形清晰、可重复，且响应过程稳定，实现了零能耗下的高精度动作监测功能。

图5 自供电运动监测性能

原文链接：https://doi.org/10.1007/s42765-025-00546-5

（来源：Advanced Fiber Materials）