基于泡聚乳酸的3D打印压电器,用于能源采集和传感应用

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 聚合物科学 聚合物科学
• 增材制造 增材制造 增材制造

背景情况:

• 聚乳酸 (PLA) 是一种多功能,生物相容的聚合物,广泛用于增材制造.
• 细胞泡PLA结构表现出显著的机械和压电特性.
• 聚变沉积建模 (FDM) 能够实现PLA复合纤维的3D打印.

研究的目的:

• 研究3D打印,低成本和环保泡PLA的机械和电气性能.
• 探索打印参数对细胞微观结构和发泡程度的影响.
• 确定最佳条件,以最大限度地提高泡PLA中的电荷储存和稳定性.

主要方法:

• 通过调整挤出温度和流量,调整细胞微观结构和发泡程度.
• 描述3D打印泡PLA样本的机械特性和细胞形态.
• 在特定充电条件下测量表面潜力,电荷稳定性和压电系数d33.

主要成果:

• 最佳挤出温度在230至240°C之间,流量为53-44%以获得最大的表面潜力和电荷稳定性.
• 在85°C的加热床上充电进一步增强了充电特性.
• 测量了212 pC/N的压电d33系数,将细胞形态与机械性能相关联.

结论:

• 在充电过程中,打印参数和热处理对于在泡PLA中实现高充电储存,稳定性和灵活性至关重要.
• 3D打印的细胞PLA是一种有前途的可持续材料,用于传感和能源采集应用.
• 该研究强调了定制增材制造工艺在开发先进功能性材料方面的潜力.