通过融化状态能量植入的自极压电聚合物复合材料
Zhao-Xia Huang1, Lan-Wei Li2, Yun-Zhi Huang2
1National Engineering Research Center of Novel Equipment for Polymer Processing, Key Laboratory of Polymer Processing Engineering, Ministry of Education, Guangdong Provincial Key Laboratory of Technique and Equipment for Macromolecular Advanced Manufacturing, Department of Mechanical and Automotive Engineering, South China University of Technology, 510641, Guangzhou, China. mehuangzx@scut.edu.cn.
Nature communications
|January 27, 2024
概括
在制造过程中引入动态压力使轻质压电聚合物的自抛光成为可能. 这种方法可以创建灵活的聚乙烯二化物/酸 (PVDF/BTO) 复合材料,用于高效的自动供电传感器和能源采集应用.
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
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 轻质柔性压电聚合物对于先进的应用至关重要.
- 低压电系数和复杂的抛光工艺阻碍了它们的广泛使用.
- 开发高效,无电的制造方法是必不可少的.
研究的目的:
- 为高性能压电聚合物复合材料开发一种新的无电制造方法.
- 为了研究在制造过程中由动态压力诱导的自我抛光机制.
- 评估这些复合材料在压力传感和能量收集方面的潜力.
主要方法:
- 在化处理过程中使用动态压力制造聚乙烯二化物/酸 (PVDF/BTO) 复合材料.
- 压电性能的表征,包括压电系数 (d33).
- 测试复合材料作为压力传感器和能量收集的性能.
主要成果:
- 在PVDF/BTO复合材料中,在~0.64g/cm3的低密度下,达到~51.20pC/N的压电系数 (d33).
- 证明了归因于化状态动态压力诱导的结构演变的自我抛光.
- 作为压力传感器 (~20.0V输出,~132.87mV/kPa灵敏度) 和能量收获器 (~58.7mW/m2功率密度) 的高性能.
结论:
- 动态压力制造为生产高性能压电聚合物复合材料提供了一种有效的无电路.
- 开发的PVDF/BTO复合材料对可持续的,自动供电的传感和能源采集应用具有重大前景.
- 这种方法为简化压电材料的制造铺平了道路.
