新型三明治结构的柔性复合膜具有增强的压电性能
Jing Le1, Fu Lv1, Jiamin Lin1
1School of Materials Science and Engineering, State Key Laboratory of Silicon Materials, Cyrus Tang Center for Sensor Materials and Applications, Zhejiang University, Hangzhou 310027, Zhejiang, China.
ACS applied materials & interfaces
|December 28, 2023
概括
研究人员使用聚乙烯化物 (PVDF) 和酸开发了新的三明治结构的压电薄膜. 这一创新显著提高了先进的可穿戴传感器和灵活的电子设备的压电特性.
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
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 聚乙烯化物 (PVDF) 和其共聚物是柔性压电材料.
- 它们的弱压电性限制了可穿戴电子和传感器的实际应用.
- 提高压电和铁电性能对于设备性能至关重要.
研究的目的:
- 开发一个简单的两步合成方法,用于三明治结构的压电薄膜.
- 显著增强基于PVDF的复合膜的铁电和压电性能.
- 为了证明这些电影在移动监控的无线传感器系统中的潜力.
主要方法:
- 使用两步合成制造三明治结构的压电薄膜 (BaTiO3@PDA/PVDF/BaTiO3@PDA).
- 铁电和压电性能的表征,包括最大极化 (Pmax),残余极化 (Pr) 和压电系数 (d33).
- 将片集成到无线传感器系统中,以评估力敏感度.
主要成果:
- 达到最大极化 (Pmax) 的11.24μC/cm2,剩余极化 (Pr) 的5.83μC/cm2,和压电系数 (d33) 的14.6pC/N.
- 与0-3复合材料相比,三明治结构表现出更好的承受更高抛光电场的能力.
- 集成的无线传感器系统表现出288mV/N的高强度灵敏度.
结论:
- 开发的三明治结构的压电薄膜具有显著增强的铁电和压电性能.
- 这种简单的合成方法对大型生产柔性压电薄膜具有前景.
- 这些片显示出灵活,可穿戴的传感器和运动监控应用的巨大潜力.
