福建理工陈汀杰、彭响方/厦大吴炳辉 CEJ：具尖端增强电场的铜纳米片改性植物纤维海绵用于自供电摩擦电传感与CNN手势识别

本文背景是随着万物互联与人工智能时代发展，自供电可穿戴传感系统成为下一代智能电子的重要方向，但摩擦纳米发电机(TENG)存在输出功率低及柔性基体介电常数不足的问题。研究目的是通过简单球墨-浸渍策略制备Cu纳米片(Cu-NS)与热塑性聚氨酯(TPU)协同包覆的植物纤维多孔海绵(PFS@TPU-Cu)，利用Cu-NS几何各向异性产生的“尖端增强电场效应”增强界面极化与电荷转移，提高TENG性能，并结合卷积神经网络(CNN)开发高灵敏度自供电手势识别系统。结论表明，基于PFS@TPU-Cu组装的PTC-TENG器件综合性能卓越，开路电压达125 V，功率密度0.16 W·m⁻²，可瞬间点亮738颗LED灯。在压力传感测试中灵敏度达6.382 V·kPa⁻¹，最低检测限约66.7 Pa。结合1D-CNN，手势识别准确率达95.25%，成功用于手语翻译和交通指挥辅助交互，为自供电电子技术在健康监测和人机交互中提供了新范式。