3D打印灵活的BaTiO₃/聚甲基酸零复合材料与对齐的粒子,以提高能源采集

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术纳米技术
• 收集能源 收集能源

背景情况:

• 可穿戴电子产品和人工智能的扩散需要可持续的电源.
• 当前的电源限制了灵活传感器的应用范围.
• 压电材料为能源采集提供了一个有前途的途径.

研究的目的:

• 为高效的能源收获准备灵活的压电复合材料.
• 使用3D打印来制造压电设备.
• 为了研究BaTiO3/PDMS复合材料的能量收集性能.

主要方法:

• 固态反应被用来合成酸 (BaTiO3) 粉末.
• BaTiO3 粉末与聚二甲基素 (PDMS) 混合,制造出可打印的墨水.
• 直接墨水写作 (DIW) 技术用于材料挤出和3D打印.
• 印刷的复合材料被组装成一个三明治类型的能量收集装置.

主要成果:

• 在DIW中,BaTiO3/PDMS墨水表现出优异的风湿性质.
• 打印过程中的剪切应力使BaTiO3颗粒对齐,增强了压电特性.
• 该装置实现了68V的最大输出电压和720nA的电流,使用6vol%BaTiO3.
• 3D打印的柔性压电复合材料展示了高效的能量收集能力.

结论:

• 基于材料挤出的3D打印是一种可行的技术,用于制造灵活的压电能量收割机.
• 开发的BaTiO3 / PDMS复合材料为可穿戴电子设备提供可持续的电源解决方案.
• 这种方法为先进的,自动供电的可穿戴技术铺平了道路.