主要观点总结
摩擦纳米发电机(TENG)能从自然界中收集离散机械能转化为电能,但在高湿度环境下性能受影响。段青山博士团队受天然木材各向异性结构的启发,开发出具有优异湿度适应性和摩擦电性能的壳聚糖/聚乙烯醇纵向气凝胶薄膜(CP-LAF)。该材料在极湿环境下仍能保持高输出性能和稳定性,为能量收集和自供电传感器应用带来巨大潜力。
关键观点总结
关键观点1: 摩擦纳米发电机(TENG)概述及其重要性
TENG能够从自然界收集离散机械能并转化为电能,作为分布式电源和自供电传感器在物联网新时代展现广阔前景。
关键观点2: 高湿度环境对TENG性能的影响
水分子粘附在摩擦层表面会导致电荷耗散和功率输出降低,限制了TENG的发展。
关键观点3: CP-LAF的开发及其特性
段青山博士团队受天然木材各向异性结构启发,开发出具有优异湿度适应性和摩擦电性能的CP-LAF。该材料各向异性结构和粗糙表面可改善TENG电性能,且紧密缠结使孔隙变小,提供丰富的活性位点产生更多的结合水参与摩擦充电过程。
关键观点4: CL-TENG的性能表现
基于CP-LAF的TENG(CL-TENG)在99% RH下表现出高达342 V的开路电压,比50% RH下高1.6倍。在循环3次后,电压仍能保持95.3%。
关键观点5: 研究成果的影响和潜在应用
该研究为制备在极端湿度环境下保持高输出的摩擦电材料提供策略,展示了CL-TENG在能量收集和自供电传感器方面的巨大潜力。
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点击上方 “ 蓝字 ” 一键订阅 摩擦纳米发电机( TENG )能够从自然界中收集离散机械能并将其转化为电能,可作为分布式电源和自供电传感器,在物联网的新时代展现出广阔的发展前景。但在高湿度环境中, TENG 的性能通常受到影响;粘附在摩擦层表面的水分子会带走表面电荷,从而导致电荷耗散和功率输出降低,这极大地限制了 TENG 的发展。虽然包封和疏水处理能增强 TENG 的防潮性能,但通常成本高、难度大且可能造成环境污染等问题。因此,开发具有高输出性能和湿度适应性的绿色摩擦电材料具有重要意义。 近日, 王双飞院士团队段青山博士课题组 受天然木材各向异性结构的启发,通过定向冷冻干燥辅助机械压缩工艺制备了一种具有优异湿度适应性和摩擦电性能的壳聚糖 / 聚乙烯醇纵向气凝胶薄膜( CP-LAF )。 CP-LAF 的各向异性结构和粗糙
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