A flexible self-charging power system is built by integrating a fiber-based supercapacitor with a fiber-based triboelectric nanogenerator for harvesting mechanical energy from human motion. The fiber-based supercapacitor exhibits outstanding electrochemical properties, owing to the excellent pseudocapacitance of well-prepared RuO2 ·xH2 O by a vapor-phase hydrothermal method as the active material. The approach is a step forward toward self-powered wearable electronics.

In the past years, scientists have shown that development of a power suit is no longer a dream by integrating the piezoelectric nanogenerator (PENG) or triboelectric nanogenerator (TENG) with commercial carbon fiber cloth. However, there is still no design applying those two kinds of NG together to collect the mechanical energy more efficiently. In this paper, we demonstrate a fiber-based hybrid nanogenerator (FBHNG) composed of TENG and PENG to collect the mechanical energy in the environment. The FBHNG is three-dimensional and can harvest the energy from all directions. The TENG is positioned in the core and covered with PENG as a coaxial core/shell structure. The PENG design here not only enhances the collection efficiency of mechanical energy by a single carbon fiber but also generates electric output when the TENG is not working. We also show the potential that the FBHNG can be weaved into a smart cloth to harvest the mechanical energy from human motions and act as a self-powered strain sensor. The instantaneous output power density of TENG and PENG can achieve 42.6 and 10.2 mW/m2, respectively. And the rectified output of FBHNG has been applied to charge the commercial capacitor and drive light-emitting diodes, which are also designed as a self-powered alert system.

Discovering renewable and sustainable power sources is indispensable for the development of green electronics and sensor networks. In this paper, we present origami triboelectric nanogenerators (TENGs) using paper as the starting material, with a high degree of flexibility, light weight, low cost, and recyclability. Slinky- and doodlebug-shaped TENGs can be easily fabricated by properly folding printer papers. The as-fabricated TENGs are capable of harvesting ambient mechanical energy from various kinds of human motions, such as stretching, lifting, and twisting. The generated electric outputs have been used to directly light-up commercial LEDs. In addition, the as-fabricated TENGs can also serve as self-powered pressure sensors.

A flexible triboelectric nanogenerator (FTENG) based on wavy-structured Kapton film and a serpentine electrode on stretchable substrates is presented. The as-fabricated FTENG is capable of harvesting ambient mechanical energy via both compressive and stretching modes. Moreover, the FTENG can be a bendable power source to work on curved surfaces; it can also be adaptively attached onto human skin for monitoring gentle body motions.

6G communication mainly occurs in the THz band (0.1–10 THz), which can achieve excellent performance. Self-powered THz modulators are essential for achieving better conduction, modulation, and manipulation of THz waves. Herein, a self-powered terahertz modulator, which is based on metamaterials, liquid crystals (LCs), and rotary triboelectric nanogenerators (R-TENGs), is proposed to realize the driving of different array elements. The corresponding designs can achieve an integrated design and preparation method for dynamic spectrum-reconfigurable liquid crystal metamaterials. In addition, for the type of cross-structure metamaterial liquid crystal box, a phase modulation of 1 GHz is achieved at frequencies of 0.117 and 0.161 THz with modulation depths of 13 and 11%, respectively. Because the R-TENG with a multifan blade and circular electrodes can generate 18 peaks of electric output in every rotation, it can successfully provide sufficient frequency alternating-current electric energy to drive the terahertz modulator and achieve a self-powered function. Our findings lay a solid theoretical foundation for further building self-powered THz communication systems and promote the development of a theoretical system for LC-driving spectrum-reconfigurable devices in the THz domain.

Abstract The development of the Internet of Things (IoT) indicates that humankind has entered a new intelligent era of the “Internet of Everything”. Thanks to the characteristics of low‐cost, diverse structure, and high energy conversion efficiency, the self‐powered sensing systems, which are based on the Triboelectric Nanogenerator (TENG), demonstrate great potential in the field of IoT. In order to solve the challenges of TENG in sensing signal processing, such as signal noise and nonlinear relations, Machine Learning (ML), which is an efficient and mature data processing tool, is widely applied for efficiently processing the large and complex output signal data generated by TENG intelligent sensing system. This review summarizes and analyzes the adaptation of different algorithms in TENG and their advantages and disadvantages at the beginning, which provides a reference for the selection of algorithms for TENG. More importantly, the application of TENG is introduced in multiple scenarios, including health monitoring, fault detection, and human‐computer interaction. Finally, the limitations and development trend of the integration of TENG and ML are proposed by classification to promote the future development of the intelligent IoT era.

Triboelectric Nanogenerator (TENG) is capable of efficiently capturing mechanical energy and transforming it into electrical energy for self-powered systems, making it an ideal power source for Polymer Dispersed Liquid Crystal (PDLC). Herein, a Self-powered Intelligent Liquid Crystal Attenuator (SPILCA) is demonstrated for metasurface real-time modulating. The convergent beam-shaping metasurface consisting of holey meta-atoms with diameters ranging from 100 nm to 300 nm is fabricated by e-beam lithography (EBL). While the unique optical characteristics of the metasurface can be modulated within a certain frequency range, the E7 Liquid Crystal (E7-LC) has a large index of birefringence , and it can be powered by TENG to switch between two optical response states. Therefore, the combination of metasurface and SPILCA can achieve real-time control of metasurface by using the electricity regulatory of LC and the electromagnetic response of the metasurface. In order to build this SPILCA for metasurface modulating, a vertically contact-separated TENG based on Nylon electrospun film as triboelectric material is proposed. The maximum values of the open-circuit voltage, short-circuit current, transferred charge are 165 V, 25 µA, and 86 nC, respectively. By measuring the optical power and testing the modulation effect of SPILCA on the metasurface, it can be seen that the SPILCA has a good modulation effect on the optical signal , and even can reach 96 % intensity modulation when the laser source wavelength is 450 nm and the current is 0.09 A. This self-powered photoelectric response device does not require additional electrical power supply, and has great potential in future smart optical system design. Triboelectric Nanogenerator (TENG) is capable of efficiently capturing mechanical energy and transforming it into electrical energy for self-powered systems, making it an ideal power source for Polymer Dispersed Liquid Crystal (PDLC). Herein, a Self-powered Intelligent Liquid Crystal Attenuator (SPILCA) is demonstrated for metasurface real-time modulating. The convergent beam-shaping metasurface consisting of holey meta-atoms with diameters ranging from 100 nm to 300 nm is fabricated by e-beam lithography (EBL). While the unique optical characteristics of the metasurface can be modulated within a certain frequency range, the E7 Liquid Crystal (E7-LC) has a large index of birefringence , and it can be powered by TENG to switch between two optical response states. Therefore, the combination of metasurface and SPILCA can achieve real-time control of metasurface by using the electricity regulatory of LC and the electromagnetic response of the metasurface. In order to build this SPILCA for metasurface modulating, a vertically contact-separated TENG based on Nylon electrospun film as triboelectric material is proposed. The maximum values of the open-circuit voltage, short-circuit current, transferred charge are 165 V, 25 µA, and 86 nC, respectively. By measuring the optical power and testing the modulation effect of SPILCA on the metasurface, it can be seen that the SPILCA has a good modulation effect on the optical signal, and even can reach 96 % intensity modulation when the laser source wavelength is 450 nm and the current is 0.09 A. This self-powered photoelectric response device does not require additional electrical power supply, and has great potential in future smart optical system design. • A TENG based on Nylon electrospun film as triboelectric material is proposed. • The TENG output is 165 V, 25 µA, and 86 nC, which can successfully provide electric energy for PDLC. • The convergent beam-shaping metasurface with holey meta-atoms (100-300 nm) is fabricated by e-beam lithography. • As the laser source wavelength is 450 nm and the current is 0.09 A, the intensity modulation can reach 96%.

Triboelectric nanogenerator (TENG) has acted as a promising method for capturing mechanical energy. However, traditional polymer triboelectric materials result burden to environment, the natural/biodegradable tribo-materials have the disadvantages of poor...