高强度,多动态自我愈合的聚氨,用于卓越的能量收集和传感
Bing-Xu Cheng1, Jia-Le Zhang1, Yan Jiang1
1School of Light Industry and Food Engineering, Guangxi University, Nanning 530004, China.
ACS applied materials & interfaces
|December 6, 2023
概括
这项研究介绍了用于 triboelectric纳米发电机 (TENGs) 的自愈聚氨弹性体. 新材料提高了TENG的耐用性,并在损坏后保持高电性能,使可靠的自动供电传感器成为可能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 收集能源 收集能源
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 三电纳米发电机 (TENGs) 提供了有前途的能源收获,但由于磨损和损坏,性能下降.
- 开发强大的材料对于延长TENG设备的寿命和可靠性至关重要.
研究的目的:
- 为了创建一个自我愈合的弹性体,以提高TENG的耐用性和持续的性能.
- 调查新型自我愈合材料的机械和电气性能.
- 为了展示自愈TENG在实际传感系统中的应用.
主要方法:
- 通过将二硫化物和金属协调键结合到聚氨 (PU) 链中,合成了一种自我愈合的弹性体.
- 使用开发的自愈PU弹性体制造的TENG设备.
- 评估了TENGs的机械性能 (性,自愈效率) 和电性能 (电流,电压,功率密度).
- 在自动供电的非接触式人类运动传感系统中测试了自愈TENG.
主要成果:
- 自愈PU弹性体表现出高性 (85kJ m-3) 和自愈效率 (85.5%).
- 该TENG实现了显著的电力输出 (12μA短路电流,120V开放电路电压,2.1Wm-2功率密度).
- 自愈的TENG在愈合后保留了95%的原始电性能.
- 成功演示了一种功能自动供电的非接触式传感系统,用于监控人类运动.
结论:
- 开发的自我愈合的PU弹性体有效地提高了TENG的耐用性,并在损坏后保持电力输出.
- 这种材料创新为更可靠,更持久的自动供电电子设备和传感器铺平了道路.
- 自愈的TENG显示出在人机交互和运动传感方面具有先进应用的潜力.
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