报告人简介

杨耀文教授是新加坡南洋理工大学结构与岩土监测以及振动能量收集领域的学科带头人，研究方向包括结构健康监测、气动与振动能量收集、超材料以及结构动力学中的不确定性分析。

多年来，杨耀文教授获得超过1200万新元的科研经费，发表了250多篇学术论文。他担任多个国际期刊的副编辑和编辑委员会成员，并受邀在众多国际会议上发表主题报告。杨耀文教授是Syswell Technology Pte Ltd的创始人，该公司提供岩土、结构施工过程监测和决策的系统解决方案。杨耀文教授因其显著的创新成果和创业精神被任命为iNTUitive Fellow。

报告摘要：

世界正在步入由大量传感器和可穿戴电子产品构成的物联网（IoT）时代。传统化学电池供电寿命有限，需定期更换。俘能技术作为一种再生分布式电能获取方案，成为物联网成功的关键之一。摩擦俘能器件通过两种材料的相互接触，利用摩擦起电或接触起电效应在接触界面上产生静电极化电荷，并通过静电感应效应驱动电荷产生电流。研究提出了一种新型发电组件，它具有旋转自由度和非平行摩擦电层结构。这些组件可与悬臂梁集成，以收集低频振动能量并简化了设计过程，减少对弹簧元件的依赖。此外，发电组件还可以利用风流过钝体所产生的颤振效应采集风能，最低启动风速可低于2米/秒，并且在6米/秒风速下获得196微瓦的最优输出功率。通过将发电组件与多自由度梁结构相结合，俘能器展现了宽频孚能特性，能在低频段获得超过8.2Hz的工作带宽。研究还提出了考虑非平行摩擦电层结构的电气模型以优化参数，推导并验证了涉及冲击非线性和气动力的机电耦合模型。针对发电组件接触面积对俘能器的性能有很大影响，团队提出了一种折纸结构俘能器件，在不增加体积的情况下，以获得最大有效接触面积，产生更多的电荷用于能量转换。制造的俘能器原型机也在实验中证明了为无线传感节点供电的能力，展现了俘能技术的发展潜力。